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Padrões das infecções virais no homem

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Padrões das infecções virais no homem

Patogenicidade e Virulência

• Patogenicidade: – efeitos que contribuem para a propagação de um

determinado vírus no hospedeiro (célula, homem, população).

– capacidade de infectar o hospedeiro e causar dano no hospedeiro.

• Virulência: – capacidade relativa de causar dano ao hospedeiro

– compara a severidade da doença causada por diferentes cepas ou estirpes de um mesmo microorganismo.

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Determinantes da patogênese viral

• Interação com o tecido alvo

• Habilidade dos vírus causarem dano à célula (citopatologia)

• Resposta do hospedeiro à infecção

• Imunopatologia

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Determinantes das doenças virais

• Natureza da doença

– Tecido alvo

• sítio de infecção

• habilidade do vírus para ter acesso ao tecido alvo

• tropismo viral

• permissibilidade das células

– Cepas de vírus

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Determinantes das doenças virais

• Severidade da doença – Habilidade para matar as células – Imunidade ao vírus – Resposta imune intacta – Imunopatologia – Quantidade de virions inoculados – Duração da infecção – Estado geral da saúde do hospedeiro – Status nutricional – Outras infecções que podem afetar a resposta imune – Genótipo do hospedeiro – Idade do hospedeiro

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Questões fundamentais na patogênese viral

• Como um virion entra no hospedeiro?

• Qual é a resposta imune inicial?

• Aonde ocorre a replicação primária?

• Como a infecção se dissemina no hospedeiro?

• Quais orgãos ou tecidos são infectados?

• A infecção no hospedeiro é impedida ou há o estabelecimento de uma infecção persistente?

• Como os vírus se transmitem a outros hospedeiros?

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Como garantir o sucesso na infecção viral?

• Carga suficiente de vírus deve estar disponível

• As células no sítio primário de infecção devem estar acessíveis suscetíveis e permissíveis

• O sistema local de defesa do hospedeiro deve estar ausente ou pelo menos ineficiente

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Virions suficientes no sítio da infecção

• Quantos virions são necessários para infectar o hospedeiro? – varia conforme o vírus e o hospedeiro

• Variáveis podem complicar a questão: – genética do hospedeiro

– defesa antiviral do hospedeiro

– virulência viral

– comportamento social do hospedeiro

– idade do hospedeiro

– condição atmosférica/meio ambiente

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Razão partículas por PFU

uma única partícula pode iniciar uma infecção

alta taxa da razão partículas por PFU: nem todos os vírus tem sucesso. Por que?

– partículas defeituosas

– mutações

– ciclo replicativo complexo

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O ambiente natural é uma barreira importante à infecção viral

• virions com tamanho na escala de nanômetros enfrentam grandes obstáculos fora do hospedeiro

• efeito de diluição quando os virions saem do hospedeiro, reduzem a taxa de infecção (moi)

• luz solar, dessecação, ambiente químico reduz o número de virions infecciosos

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Defesas do virion em relação ao meio ambiente

• Muitas partículas virais são sensíveis ao calor, à dessecação e à luz solar (U.V.) – estratégia de defesa através da grande quantidade de virions

• Muitos virions são estáveis a pHs baixos ou proteases – sobrevivem no trato digestório; transmissão fecal-oral

• Muitos virions nem chegam a se expor ao meio ambiente – vírus transmitidos por vetores (insetos)

• Muitas infecções disseminadas pelo contato físico – transferência por fluidos corporais; virions expostos ao meio

externo por pouco tempo

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Sítios de entrada dos vírus

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Rotas de transmissão

dos vírus

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Pele: uma grande barreira à infecção

• Maior orgão do corpo humano: 1,5-2,0 m2; cerca de 15% do peso corporal

• Muitos vírions que entram em contato com a pele são inativados por dessecação, ácidos ou outros inibidores formados por outros organismos comensais

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Pele • Epiderme: camada externa compostas de células mortas

queratinizadas que não dão suporte à infecção viral.

• Entrada ocorre por ruptura ou lesões, mordidas de animais, insetos, agulhas

• Epiderme é desprovida de irrigação por sangue ou sistema linfático

• Derme e sub-derme são tecidos altamente vascularizados

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Mucosas: - composto de células vivas - ambiente úmido - depende de outras defesas primárias para proteção

Trato respiratório

• Rota mais comum de entrada dos vírus

• Área de absorção do pulmão: 140 m2; taxa de ventilação de 6 litros/minuto; 300 milhões de alvéolos

• Células se replicando em abundância com fácil acesso ao sangue

• Vírus entram via gotículas aerolizadas a partir de tosse, espirro (mais 160 km/h) ou contato com saliva

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Trato respiratório

• Defesas são eficientes em indivíduos saudáveis

– Muco: um indivíduo normal produz de 20-200 ml por dia na cavidade nasal e pulmões

– Ação do epitélio ciliado

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Trato digestório

• Ingestão de alimentos, bebidas, atividade social, introduz os vírus no trato alimentar

• Desenhado para misturar, digerir, absorver alimentos, de modo que os conteúdos estão em constante motilidade = boa oportunidade para interação vírus-célula

• Ambiente muito hostil: estomago é ácido, intestino é alcalino; presença de enzimas digestivas, detergentes na bile, muco, anticorpos, células fagocitárias

• Os vírus resistentes: enterovirus, reovirus (requerem proteases), calicivirus

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Intestino - barreira seletiva permeável

- células epiteliais polarizadas

- contato direto com o meio

externo

- contato direto com o sistema imune e nervoso

Trato urogenital

• Protegido por muco e pH baixo

• Pequenas lesões devido à atividade sexual permitem o vírus entrar

• Alguns vírus produzem lesões localizadas (HPV)

• Alguns vírus se disseminam pelo trato urogenital (HIV, HSV)

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Olho

• Entrada via esclera e conjuntiva

• A cada segundo as pálpebras passam pela esclera, lavando partículas estranhas; dificulta a infecção

• Infecção geralmente ocorre após lesão, procedimentos oftalmológicos, piscinas

• Infecção localizada: conjuntivite

• Infecção disseminada: EV70

• HSV-1 pode infectar a córnea e pode resultar em cegueira; vírus se dissemina pelos gânglios sensoriais

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Disseminação viral

• Infecção localizada: após a replicação o vírus pode se manter localizado: disseminação pelo epitélio e contenção pela estrutura do tecido e sistema imune

• Infecção disseminada: os vírus se disseminam além do sítio primário. Se mais orgãos forem atingidos = infecção sistêmica

• Barreiras físicas e do sistema imune devem ser quebradas

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Entrada e disseminação de vírus de transmissão sanguínea

Disseminação viral

• Abaixo do epitélio está a membrana basal; a integridade pode ser comprometida pela inflamação e lise do epitélio

• Abaixo da membrana basal estão os tecidos subepiteliais, onde os vírus encontram fluidos, sistema linfático e fagócitos (todos tem um papel na contenção e eliminação da infecção)

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Disseminação hematogênica • Os vírus que

produzem infecção disseminada frequentemente o fazem pela via hematogênica

• A entrada pode ser diretamente pelos capilares, através da replicação nas células endoteliais ou pela picada de inseto

• Uma vez no sangue, os vírus tem acesso a quase todos os tecidos

• Os vírus no fluido extracelular são capturados pelos capilares linfáticos, que são mais permeáveis do que os capilares circulatórios e em seguida se disseminam pelo sangue

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Viremia • Presença de vírus no

sangue

• Viremia ativa: resulta da replicação viral

• Viremia passiva: introdução do vírus no sangue sem replicação

• Viremia primária: os vírus se disseminam pelo sangue após replicação inicial no sítio de entrada

• Viremia secundária: vírus produzidos por infecções disseminadas

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Patogênese do vírus mousepox

Demonstração de sequência de

eventos desde multiplicação local até a viremia primária e secundária

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Disseminação pela via nervosa

• Muitos vírus se disseminam a partir do sítio primário de infecção entrando nas terminações nervosas

• Para alguns vírus (raiva, HSV, VZV) a disseminação nervosa é característica da patogênese

• Para outros vírus (Poliovirus, Reovirus) a invasão do SNC é uma infecção não frequente da replicação normal com disseminação hematogênica

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Movimento dos vírus nos nervos

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Tropismo por um tecido

• Espectro de tecidos que um vírus infecta

– ex: um vírus entérico se replica no trato digestório e não o pulmão

– ex: um vírus neurotrópico se replica em células do sistema nervoso e não em células hematopoiéticas

• O tropismo para alguns vírus é limitado, já outros são considerados pantrópicos, pois conseguem se replicar em diversos orgãos

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Determinantes do tropismo viral

• Suscetibilidade: distribuição de receptor celular para vírus

• Permissibilidade: um requisito para que os produtos de genes intracelulares completarem a infecção; ex: proteínas celulares que regulam a transcrição viral

• Acessibilidade: prevenção física das partículas virais de entrar em contato com células permissivas/suscetíveis

• Defesa: defesas física e inata no sítio da infecção pode ser forte, fraca ou ausente. Mesmo se as células forem suscetíveis, permissivas e acessíveis a infecção viral pode nunca se estabelecer, porque a defesa é rápida

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Disseminação viral

• Um vírus só sobrevive se pude se disseminar de forma serial assim ser mantido na população

• A liberação de um vírus a partir de um indivíduo infectado geralmente requer diseminação (exceção: transmissão sanguínea e via células germinativas)

• Pode ocorrer a partir do sítio de infecção ou outros sítios após infecção disseminada

• Concentração/número de partículas é crucial para a disseminação

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Disseminação viral

• Secreção respiratória: aerossol produzido por tosse, espirro, fala

• Espirro produz mais de 20.000 gotículas e todas podem conter vírus

• Partículas maiores decantam e não se disseminam longe

• Partículas menores (1-4 microns) permanecem em suspensão e podem atingir o trato respiratório inferior

• Secreção nasal contaminando as mãos

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Disseminação viral

• Fezes: um dos principais focos de transmissão em países subdesenvolvidos. Pode ocorrer em outros países também (contaminação de água por esgoto)

• Sangue: mordidas por vetores, trabalhadores da saúde

• Urina (Hantavirus), sêmen (HIV, Herpesvirus, HBV)

• Lesões na pele (Herpes, HPV)

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Transmissão da infecção

• A partir de um indivíduo suscetível para outro; necessário manter a cadeia de infecção

• Dois padrões gerais: – a perpetuação da infecção em uma espécie – infecção alternada de um inseto a um hospedeiro

vertebrado

• Maioria dos vírus humanos são transmitidos de humano para humano (reservatório)

• Ciclos vetor-humano e vetor-vertebrado • Zoonoses

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Transmissão

• O sítio da excreção do virion e a estabilidade física determinam a rota de transmissão

• Vírus envelopados são frágeis e sensíveis a pHs baixos. Trasmitidos por aerossol ou secreções, injeção ou transplante de orgão

• Vírus não envelopados sobrevivem a dessecamento, detergentes, pHs baixos, altas temperaturas. Frequentemente transmitidos pela via respiratória, fecal-oral ou fômites

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Tipos de transmissão

• Iatrogênica: atividade de trabalhador de saúde levando a infecção ao paciente

• Nosocomial: infecção de um indivíduo quando em um hospital ou unidade de saúde

• Transmissão vertical: transferência da infecção da mãe para os filhos

• Transmissão horizontal: todos os outros tipos

• Transmissão pelas células germinativas: o agente é parte do genoma (DNA proviral)

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Estágios da infecção viral

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Padrões gerais de infecção

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Curso típico de uma infecção aguda

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Infecções persistentes

• Ocorrem quando a infecção primária não é eliminada completamente pela resposta imune adaptativa

– vírus, genomas e e/ou proteínas virais continuam a ser produzidos por muitos anos

• Crônica versus latente

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Persistência

• Os vírus preferencialmente tem como alvo células com baixo nível de divisão ou células que não se dividem, onde abrigam seu genoma

• Em resposta a diversos estímulos esse genomas latentes podem se reativar

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Tipos de infecção persistente

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Tipos de Infecção Viral

Padrões de infecção viral podem ser divididos em:

• Infecção Abortiva: ocorre quando um vírus infecta uma célula

(ou hospedeiro), mas não completa o ciclo replicativo totalmente.

Resulta em infecção não-produtiva.

• Infecção Aguda: muitas infecções virais comuns (ex.

“resfriados”) – infecções breves, onde os vírus são geralmente

eliminados completamente pelo sistema imune.

• Infecção Crônica: o contrário das infecções agudas, isto é

prolongadas & teimosas. Há constante replicação e excreção dos

vírus. Exemplo: alguns casos de hepatite B.

• Infecção Latente: persistem pelo resto da vida do hospedeiro, ex.

vírus herpes simplex (HSV).

Padrões de infecção

viral