VIROLOGIA BÁSICA E CLÍNICA

Profa. Coordenadora: Célia Regina Monte Barardicelia.barardi@ufsc.brMIP, 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

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

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

VIROLOGIA BÁSICA

• Estruturas virais distintas

• Diferentes modos de replicação dos vírus

• Implicações no:

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– diagnóstico

– tratamento

– prevenção

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

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

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

No caminho do descobrimento dos vírus

Dimitri Ivanofsky (1892)

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

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.

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)

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

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

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

• 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 (-)

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

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

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)

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

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

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.

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.

ENTRADA DE VÍRUS ENVELOPADOS

herpesvirus, paramyxovirus, HIV

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.

ENDOCITOSE DE VÍRUS NÃO ENVELOPADOS

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CITOPLASMA

ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS

DE GENOMA RNADE GENOMA RNA

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

VIRUSDE GENOMA RNA DE

POLARIDADE POLARIDADE POSITIVA

O genoma viral já é um mRNA

GENOMAS DE RNA DE SENSOPOSITIVO (“PLUS”)

AAA

mRNA de senso positivo

REPLICAÇÃO DORNA VIRAL

RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO3’5´

RNA (- SENSO) 3’ 5´

RNA GENÔMICO SENSO POSITIVO3’5´

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

RNA GENÔMICO SENSO POSITIVOAAAAA

tradução

Retrovírus: Genomas de RNA senso positivo com DNA intermediário

Transcriptase Reversa deve

DSDNA

+RNA

DSDNA

Reversa deve estar empacotada no virion.

VIRUSDE GENOMA RNA DE POLARIDADE DE POLARIDADE

NEGATIVA

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

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’

VIRUSRNA

DUPLA FITA

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.

MUTAÇÕES

• VÍRUS DE GENOMA RNA NÃO PODEM CORRIGIR ERROS DE

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PODEM CORRIGIR ERROS DE REPLICAÇÃO OCORRENDO FACILMENTE MUTAÇÕES

VIRAIS

ESTRATÉGIAS DE REPLICAÇÃO DOS VÍRUS

DE GENOMA DNADE GENOMA DNA

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

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!

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

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)

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