Introdução à Virologia Básica e Clínica
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VIROLOGIA BÁSICA E CLÍNICA
Profa. Coordenadora: Célia Regina Monte [email protected], CCB, 3° andar sala 311
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MIP, CCB, 3° andar sala 311Site do lab: www.lvapli.ufsc.br
Professores colaboradores: Cláudia M. O. Simões CIF/CCSCarlos Roberto Zanetti MIP/CCBAguinaldo Roberto Pinto MIP/CCBEstágio de docência: Doutoranda Aline Viancelli
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Introdução à Virologia Humana - 2. ed. / 2008 -Acervo BU 267780
Autores: SANTOS, Norma Suely de O.; ROMANOS, Maria Teresa V.; WI GG, Marcia Dutra.
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Marcia Dutra. 2. ed. Rio de Janeiro (RJ) Guanabara Koogan, 532p.ISBN 9788527714563
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CRONOGRAMA 2012-1
09/03) Introdução aos vírus e replicação dos vírus RNA e DNA(2T) Célia16/03) Vírus causadores de gastroenterites: rotavírus, astrovírus e norovírus (2T) Célia 23/03) Feriado 30/03) Adenovírus e as múltiplas doenças por ele causadas (2T) Célia13/04) Vírus da Influenza, parainfluenza, vírus respiratório sincicial (2T) Célia 20/04) Vírus do sarampo, caxumba e rubéola (2T) Célia27/04) Dengue e Febre Amarela (2T) Célia04/05) I avaliação11/05) Vírus da imunodeficiência humana (2T) Aguinaldo18/05) Vírus Rábico (2T) Zanetti18/05) Vírus Rábico (2T) Zanetti25/05) Vírus oncogênicos (2T) Aguinaldo01/06) Interação vírus X hospedeiro:evasão da resposta imune nas infecções virais ( 2T) Zanetti15/06) Vírus das hepatites A, B, C, D e E (2T) Cláudia22/06) Vírus herpéticos (2T) Cláudia29/06) Rinovírus e Coronavírus causadores de infecções respiratórias (2T) Cláudia06/07) Fármacos antivirais (2T) Cláudia13/07) II avaliaçãoA definir) Prova para alunos que perderam uma das avaliações
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VIROLOGIA BÁSICA
• Estruturas virais distintas
• Diferentes modos de replicação dos vírus
• Implicações no:
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– diagnóstico
– tratamento
– prevenção
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VIROLOGIA CLÍNICA
• ENVOLVERÁ ABORDAGENS DE:– RESERVATÓRIOS VIRAIS– MODOS DE TRANSMISSÃO VIRAL– ETIOLOGIA DAS DOENÇAS VIRAIS
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– ETIOLOGIA DAS DOENÇAS VIRAIS– DIAGNÓSTICO DAS DOENÇAS VIRAIS– MEDICAMENTOS ANTIVIRAIS– INTERAÇÃO DOS VÍRUS COM OS HOSPEDEIROS
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UM POUCO DE HISTÓRIA E EVOLUÇÃO BASEADO NA PRESENÇA DOS VÍRUS NA FACE DA TERRA
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DOS VÍRUS NA FACE DA TERRA
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SÉCULO XIX A.C.
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Cidadão do povo retratado com seqüela de poliomielite
Faraó Ramsés V com seqüelas de varíola na face
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No caminho do descobrimento dos vírus
Dimitri Ivanofsky (1892)
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1915: Félix d´Herelle descobriu pontos de lise em culturas de bactérias causadoras de diarréias denominando estes pontos de “placas”. Os agentes causadores das placas foram por ele denominados “bacteriófagos”, conseguindo
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denominados “bacteriófagos”, conseguindo ainda definir suas propriedades lítica e lisogênica.
É considerado o pai da Virologia Moderna
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Em 1935, Wendell M. Stanley (Prêmio Nobel de Química em 1946) da Universidade de Rockfeller cristalizou pela primeira vez o vírus do mosaico do tabaco.
Concluíu que os vírus consistiam de “um pacote de
agentes bioquímicos complexos” mas lhe “faltavam
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agentes bioquímicos complexos” mas lhe “faltavam
sistemas essenciais das funções metabólicas”.
Os vírus foram assim “rebaixados” a meros agentes inertes já que se assemelham mais a um conjunto químico do que a um organismo vivo.
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Organização hierárquica dos vírus segundo o “International Committee on Taxonomy of Viruses”
(ICTV)
•Ordem: (Ex: Mononegavirale, Nidovirale e Caudovirale)
•Família:(Ex: Poxviridae, Herpesviridae, Parvoviridae, Paramyxoviridae, etc)
•Subfamília: sufixo “virinaes”
•Gênero: sufixo “vírus”
•Espécie: vírus
(ainda....subespécies, estirpes, variantes, grupos e subgrupos)
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Exemplos de nomenclaturas:
Família: Poxviridae, Subfamília: Chordopoxvirinae, Gênero: Orthopoxvírus, Espécie: Vaccinia vírus
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Espécie: Vaccinia vírus
Família: Picornaviridae, Gênero: Enterovírus, Espécie: Poliovírus 1
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VIROLOGIADEFINIÇÃO DE TERMOS
• Partícula viral completa e infecciosa= virion• Proteínas que revestem a partícula viral = capsídeo (pode ter capsídeo externo e
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capsídeo (pode ter capsídeo externo e capsídeo interno)
• Capsídeo + Genoma = nucleocapsídeo• Natureza bilipídica, obtido da célulahospedeira e com pelo menos uma proteínaassociada= envelope
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ENVELOPE• OBTIDOS PELO BROTAMENTO ATRAVÉS DA MEMBRANA
CELULAR OU NUCLEAR
• NATUREZA BILIPÍDICA
• POSSIBILIDADE DE DEIXAR A CÉLULA SEM LISÁ-LA (BROTAMENTO)
• CONTÉM PELO MENOS UMA PROTEÍNA CODIFICADA PELO VÍRUS
• A PERDA DO ENVELOPE RESULTA EM PERDA DA
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• A PERDA DO ENVELOPE RESULTA EM PERDA DA INFECTIVIDADE
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• genomas RNA ou DNA
• genoma segmentado ou não-segmentado
• genoma linear ou circular
CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS VIRAIS
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• genoma linear ou circular
• genoma simples-fita ou dupla-fita
• se genoma RNA simples-fita:– o genoma mRNA pode ser de senso (+) ousenso (-)
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CLASSIFICAÇÃO DOS VÍRUS DE ACORDO COM DAVID BALTIMORE:
Vírus são classificados em sete grupos arbitrários de acordo com a natureza de seu genoma:
I: DNA dupla fita I: DNA dupla fita II: DNA simples fitaIII: RNA dupla fita IV: RNA simples fita de senso positivo V: RNA simples fita de senso negativo VI: RNA simples fita de senso positivo com um ciclo intermediário de replicação DNA VII: DNA dupla fita com um intermediário de RNA
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5 TIPOS BÁSICOS DE ESTRUTURAS VIRAIS
ICOSAHEDRICO ENVELOPADOICOSAHEDRICO
lipid bilayer
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HELÍPTICO
HELÍPTICO ENVELOPADO
COMPLEXO
Adapted from Schaechter et al., Mechanisms of Microbial Disease
nucleocapsid
lipid bilayer
glycoprotein spikes= peplomers
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DEFINIÇÕES-PROTEÍNASVIRAIS
• PROTEÍNAS ESTRUTURAIS– TODAS AS PROTEÍNAS DO VÍRUS MADUROMADURO
• PROTEÍNAS NÃO-ESTRUTURAIS– CODIFICADAS PELO VÍRUS E QUE NÃO SÃO EMPACOTADAS NA PARTÍCULA VIRAL MADURA (SÃO REGULATÓRIAS)
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VIRUS CARREGAM INFORMAÇÃO GENÉTICA PARA:
• ASSEGURAR A REPLICAÇÃO DE SEU
PRÓPRIO GENOMA
• ASSEGURAR O EMPACOTAMENTO DE SEU
GENOMA NO NUCLEOCAPSÍDEO
• ALTERAR A ESTRUTURA OU FUNÇÃO DA
CÉLULA HOSPEDEIRA
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PASSOS BÁSICOS DO CICLO DE REPLICAÇÃO DE UM VÍRUS
• ADSORÇÃO À CÉLULA
• ENTRADA NA CÉLULA
• EXPOSIÇÃO DO GENOMA• EXPOSIÇÃO DO GENOMA
• SÍNTESE DO ÁCIDO NUCLEICO E DAS PROTEÍNAS
• MATURAÇÃO VIRAL
• ESPALHAMENTO PARA AS OUTRAS CÉLULAS
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ADSORÇÃO
• Os vírus possuem proteínas em sua superfície queinteragem com receptores específicos na célula hospedeira.interagem com receptores específicos na célula hospedeira.
• Interação é PASSIVA
• Especificidade da interação define e limita o tipo de célulahospedeira que pode ser infectada.
• Danos causados a estes sítios de ligação (ex: pordesinfetantes ou calor), ou o bloqueio por anticorposespecíficos (anticorpos neutralizantes) podem impedir a
infectividade de um vírus.
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ENTRADA - VÍRUS ENVELOPADOS
Após a adsorção os vírus envelopados se Após a adsorção os vírus envelopados se fundem à membrana da célula hospedeira e ocorre a entrada do nucleocapsídeo viral no citoplasma da célula hospedeira.
![Page 23: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/23.jpg)
ENTRADA DE VÍRUS ENVELOPADOS
herpesvirus, paramyxovirus, HIV
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Vírus não envelopados entram na célula por
ENTRADA VÍRUS NÃO ENVELOPADOS
Vírus não envelopados entram na célula porum processo de endocitose que envolve ainvaginação da membrana da célulahospedeira e formação de uma vesículadentro do citoplasma da célula.
![Page 25: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/25.jpg)
ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS
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CITOPLASMA
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ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS
DE GENOMA RNADE GENOMA RNA
![Page 27: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/27.jpg)
ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DE GENOMA RNA
RNA RNA(RNA polimerase viral dependente de RNA)
RNA DNA(DNA polimerase viral dependente de RNA transcriptase reversa)
Posteriormente na célula hospedeira: DNA RNA
(RNA polimerase celular dependente de DNA)
Retrovírus
![Page 28: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/28.jpg)
VIRUSDE GENOMA RNA DE
POLARIDADE POLARIDADE POSITIVA
![Page 29: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/29.jpg)
O genoma viral já é um mRNA
GENOMAS DE RNA DE SENSOPOSITIVO (“PLUS”)
AAA
mRNA de senso positivo
![Page 30: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/30.jpg)
REPLICAÇÃO DORNA VIRAL
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO3’5´
RNA (- SENSO) 3’ 5´
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO3’5´
![Page 31: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/31.jpg)
REPLICAÇÃO DO RNA
• RNA polimerase viral (replicase)
• Fatores proteicos do hospedeiro envolvidos como acessórios de replicação;como acessórios de replicação;
• Novas fitas de RNA positivas servem para:– Empacotamento viral
– Moldes para replicação
– Moldes para mais tradução
![Page 32: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/32.jpg)
RNA GENÔMICO SENSO POSITIVOAAAAA
tradução
![Page 33: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/33.jpg)
Retrovírus: Genomas de RNA senso positivo com DNA intermediário
Transcriptase Reversa deve
DSDNA
+RNA
DSDNA
Reversa deve estar empacotada no virion.
![Page 34: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/34.jpg)
VIRUSDE GENOMA RNA DE POLARIDADE DE POLARIDADE
NEGATIVA
![Page 35: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/35.jpg)
Necessitam sintetizar o mRNA
GENOMAS DE RNA DE SENSO NEGATIVO (“MINUS”)
RNA polimerase deve estar empacotada no virion.
AAAmRNA de senso positivo
RNA de senso negativo
![Page 36: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/36.jpg)
3’ 5’genoma senso negativo
Cópias completas
replicaçãotranscrição
mRNAs (positivos)
TRANSCRIÇÃO, TRADUÇÃO, REPLICAÇÃO
3’ 5’(-)
5’ 3’(+)AAA
AAA
AAA
AAA
AAA
= Grupo Metil no 5’(“cap”)AAA= Poliadenilação no 3’
![Page 37: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/37.jpg)
VIRUSRNA
DUPLA FITA
![Page 38: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/38.jpg)
GENOMAS DE RNA DUPLA FITA (A FITA NEGATIVA É TRANSCRITA A mRNA)
RNA polimerase deve estar
Necessitam sintetizar o mRNA
AAAmRNA de senso positivo
RNA genômico dupla fita
deve estar empacotada no virion.
![Page 39: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/39.jpg)
MUTAÇÕES
• VÍRUS DE GENOMA RNA NÃO PODEM CORRIGIR ERROS DE
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PODEM CORRIGIR ERROS DE REPLICAÇÃO OCORRENDO FACILMENTE MUTAÇÕES
VIRAIS
![Page 40: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/40.jpg)
ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS
DE GENOMA DNADE GENOMA DNA
![Page 41: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/41.jpg)
ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO NUCLEAR
• Necessidades:
1) Transcrever RNA para a síntese de proteínas viraisvirais
Responsável: RNA polimerase dependente de DNA, mais proteínas adicionais todos “emprestados”da célula hospedeira
![Page 42: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/42.jpg)
2) Replicar o DNA para replicação viral– Responsável: DNA polimerase, mais proteínas adicionais “emprestados”da célula hospedeira para replicar o DNA viral
TUDO ESTÁ DENTRO DO NÚCLEO DA CÉLULA HOSPEDEIRA E
PORTANTO O GENOMA DESTES VÍRUS NÃO É TÃO GRANDE!
![Page 43: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/43.jpg)
EXPRESSÃO GÊNICA DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO NUCLEAR
• GENES DE FASE MUITO PRECOCE (IMMEDIATE EARLY)- Papel na descapsulação viral quando no citoplasma da célula hospedeira
• GENES DE FASE PRECOCE (EARLY) -Alterar a expressão gênica do hospedeiro; Interferir com as defesas anti-virais do hospedeiro; Interferir com o ciclo de regulação celular
• GENES DE FASE TARDIA (LATE) –Replicação do genoma viral; proteínas estruturais do vírus
![Page 44: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/44.jpg)
ESTRATÉGIAS DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
• Precisam ter genes para codificar DNA e RNA polimerases citoplasmáticas.
• Precisam ter genes para codificar proteínas acessórias para a síntese do RNA e DNA.
• Precisam de genomas maiores!!!!!
• Ex: família dos poxvírus (100x mais DNA do que os vírus de DNA de replicação nuclear)
![Page 45: Introdução à Virologia Básica e Clínica](https://reader034.fdocument.pub/reader034/viewer/2022052217/5695cf951a28ab9b028eaf35/html5/thumbnails/45.jpg)
TRANSCRIÇÃO DOS VÍRUS DNA DE REPLICAÇÃO CITOPLASMÁTICA
• Ocorre no citoplasma da célula hospedeira
• RNA polimerase viral empacotada no interior do • RNA polimerase viral empacotada no interior do virion
• Enzimas de modificações do mRNA (metilação, poliadenilação) contidas no virion