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VIROLOGIA BÁSICA E CLÍNICA

Profa. Coordenadora: Célia Regina Monte Barardi cbarardi@ccb.ufsc.br

MIP, CCB, 3° andar sala 311www.lvapli.ufsc.br

Professores colaboradores: Cláudia Maria Oliveira Simões CIF/CCS

Aguinaldo Roberto Pinto MIP/CCBCarlos Roberto Zanetti MIP/CCB

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OBJETIVO GERAL: 

O programa da disciplina MIP 5213, Virologia Básica e Clínica, tem por objetivo fornecer as bases fundamentais necessárias para conhecer os principais vírus causadores de doenças, suas estruturas, formas de replicação, e os mecanismos responsáveis pela sua patogenicidade.

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LANÇAMENTO: 2002

CAPA: Brochura

ISBN: 9788527707152

268 páginas

AUTORES : Santos, Norma Suely de Oliveira, Romanos, Maria Teresa Villela, Wigg, Marcia

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ESTRUTURA DO CURSO

• Introdução à Virologia– Estrutura e classificação viral

• Virologia básica

• Virologia clínica

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VIROLOGIA BÁSICA

• Estruturas virais distintas• Diferentes modos de replicação dos

vírus• Implicações no:

– diagnóstico– tratamento– prevenção

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VIROLOGIA CLÍNICA

• ENVOLVERÁ ABORDAGENS DE:– RESERVATÓRIOS VIRAIS– MODOS DE TRANSMISSÃO VIRAL– ETIOLOGIA DAS DOENÇAS VIRAIS– MÉTODOS DE INATIVAÇÃO DOS VÍRUS– VACINAS– MEDICAMENTOS ANTIVIRAIS– DESENVOLVIMENTO DE RESISTÊNCIA AOS

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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Final do século XIX: Os pesquisadores perceberam que certas doenças, como a raiva e a febre aftosa, eram causadas por partículas que pareciam se comportar como bactérias, mas eram muito menores. Classificaram estas estruturas como as formas mais simples de vida.

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 sistemas essenciais das funções metabólicas”. Ou seja: os vírus foram rebaixados a meros agentes inertes já que se assemelham mais a um conjunto químico do que a um organismo vivo.

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•Alguns cientistas acreditam que os vírus podem ter sido resultado de genes de hospedeiros, que durante a evolução, escaparam e adquiriram um revestimento proteico. Verdade ou mito???

Os vírus trocam informações genéticas diretamente com os organismos vivos. A maior parte dos vírus conhecidos e não conhecidos é persistente, inócua, não patogênica e pode permanecer dormente por longos períodos ou então se replicar em taxas lentas e estáveis, escapando da resposta imunológica.

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•O genoma de um vírus pode colonizar permanentemente seu hospedeiro, adicionando genes virais ao organismo invadido e até tornando-se parte fundamental de seu material genético.

•A enorme população dos vírus, combinada com suas taxas aceleradas de replicação e mutação, faz deles a maior fonte potencial de inovação genética. E genes de origem viral podem viajar, invadir outros organismos e contribuir para a mudança evolutiva!!!

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Outras descobertas que colocam os vírus como participantes da evolução:

• O gene da DNA Polimerase do bacteriófago T4 tem parentesco estreito com outros genes de DNA Polimerases nos eucariontes e nos vírus que os infectam. Mais estudos demonstaram que as enzimas responsáveis pela replicação do DNA em eucariontes tem provavelmente origem viral.

• “Será que não podemos sentir que, nos vírus com sua incorporação ao genoma celular e sua recriação a partir dele, observamos unidades e processos que, no curso da evolução, criaram os padrões genéticos de sucesso que estão na base de todas as células vivas??

Reflexão de Salvador Luria, prêmio Nobel de Fisiologia em 1989.

• VIVOS OU NÃO, É TEMPO DE RECONHECER OS VÍRUS E ENXERGÁ-LOS EM SEU CONTEXTO NATURAL NÃO SÓ COMO CAUSADORES DE DOENÇAS MAS TAMBÉM FAZENDO PARTE DA TEIA DA VIDA!!

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VÍRUS COMO VETORES DE DOENÇAS EM HUMANOS,

ANIMAIS E PLANTAS

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Doenças decorrentes das infecções virais

• Doença, seguida por recuperação

• Doenças persistentes

• Doenças fatais

• Doenças congênitas

• Fator de contribuição ao câncer

• Fator desencadeante de outras doenças

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Algumas consequências das infecções virais

• 50% de todas as ausências no trabalho e escola

• Crianças: – 7 ou mais infecções virais por ano que requerem

pelo menos uma visita ao hospital ou ao médico

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MAS….OS VÍRUS TAMBÉM PODEM SER VETORES IMPORTANTES DE

CURA OU PREVENÇÃO DE DOENÇAS!

• DESENVOLVIMENTO DE VACINAS

• TERAPIA GÊNICA

• FERRAMENTAS PARA INVESTIGAR OS HOSPEDEIROS CELULARES

• VETORES DE CLONAGEM DE GENES

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VIROLOGIA DEFINIÇÃO DE TERMOS

• partícula viral = virion• Proteínas que revestem o genoma viral

= capsídeo• capsídeo + genoma = nucleocapsídeo• Alguns vírus podem conter ainda um

envelope com proteínas associadas• Envelope: Natureza glicolipídica e

derivado da célula hospedeira

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COMO SE ORGANIZAM OS VÍRUS?

• GENOMA DE ÁCIDO NUCLEICO : – DNA OU RNA

• CAPA PROTEICA – PROTEÇÃO E ENTRADA NO HOSPEDEIRO

• ENVELOPE GLICOLIPÍDICO EM ALGUNS VÍRUS

• PEQUENOS (20-400nm)• PARASITAS INTRACELULARES

OBRIGATÓRIOS

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ESPECTRO DE HOSPEDEIROS

• PODE SER AMPLO OU RESTRITO

• PODEM SER CÉLULAS DE INSETOS, ANIMAIS, HUMANAS, DE PLANTAS OU AINDA FUNGOS E BACTÉRIAS

• NÃO CRUZAM A BARREIRA EUCARIOTO/PROCARIOTO

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FATORES QUE AFETAM O NÚMERO DE

HOSPEDEIROS

• DISPONIBILIDADE DE UTILIZAR A MAQUINARIA DE REPLICAÇÃO DA CÉLULA

• HABILIDADE DE SAIR DA CÉLULA E ESPALHAR-SE PARA OUTRAS CÉLULAS

• RESPOSTA ANTI-VIRAL DO HOSPEDEIRO

• RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR

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RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR

PERMITEM A ENTRADA DO VÍRUS NA CÉLULA

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REPLICAÇÃO VIRAL

• VÍRUS, NA SUA FORMA ATIVA, MULTIPLICAM-SE RAPIDAMENTE

• UMA ÚNICA PARTÍCULA VIRAL PRODUZ UMA VASTA PROGÊNIE VIRAL

• VÍRUS DE GENOMA DNA PODEM CORRIGIR ERROS DE REPLICAÇÃO (“PROOF-READING”), VÍRUS RNA NÃO PODEM.

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ALTERAÇÕES GENÉTICAS VIRAIS

• MUTAÇÃO

• RECOMBINAÇÃO GENÉTICA COM

OUTROS VÍRUS

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ORIGEM DAS ALTERAÇÕES GENÉTICAS

• ESPONTÂNEAS (Puntuais,Inserção,Deleção, Recombinação)

Luz Ultra-violeta, Raios-X, quimicamente induzidas.

– Erros da polimerase- muito freqüentes em vírus de genoma RNA

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RECOMBINAÇÃO CLÁSSICA

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Alguns exemplos de mutantes

• “HOT MUTANTS”– Crescem melhor em altas temperaturas do que

os tipos selvagens (não mutantes)– São menos susceptíveis à febre do hospedeiro

• MUTANTES ATENUADOS– Sintomas mais leves ou assintomáticos– Desenvolvimento de vacinas

MUTANTES FREQUENTES– Fogem da resposta imune do hospedeiro

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FORMATOS DOS VÍRUS

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SIMETRIA DO CAPSÍDEO

• ICOSAHÉDRICO

• HELÍPTICO

• COMPLEXO

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SIMETRIA ICOSAHEDRICA

http://www.tulane.edu/~dmsander/WWW/Video/Video.html

• 20 faces• 12 vértices

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SIMETRIA ICOSAHEDRICA

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SIMETRIA ICOSAHEDRICA

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Ex: Adenovirus

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Simetria Helíptica

• Comprimento controlado pelo ácido nucleico

• A hélice pode ser rígida ou flexível

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Ex: VIRUS DO MOSAICO DO TABACO

adapted from:

Klug and Caspar Adv. Virus Res. 7:225

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SIMETRIA COMPLEXA

Ex: FAMÍLIA POXVÍRUS

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ENVELOPE

• OBTIDOS PELO BROTAMENTO ATRAVÉS DA MEMBRANA CELULAR (exceto os poxvírus)

• NATUREZA GLICOLIPÍDICA• POSSIBILIDADE DE DEIXAR A CÉLULA

SEM MATÁ-LA• CONTÉM PELO MENOS UMA PROTEÍNA

CODIFICADA PELO VÍRUS• A PERDA DO ENVELOPE RESULTA EM

PERDA DA INFECTIVIDADE

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5 TIPOS BÁSICOS DE ESTRUTURAS VIRAIS

HELÍPTICO HELÍPTICO ENVELOPADO

ICOSAHEDRICO ENVELOPADO

COMPLEXO

ICOSAHEDRICO

Adapted from Schaechter et al., Mechanisms of Microbial Disease

nucleocapsid icosahedral nucleocapsid

nucleocapsid

helical nucleocapsid

lipid bilayer

lipid bilayer

glycoprotein spikes= peplomers

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• simetria – icosahédrica, helíptica ou complexa?

• envelopado ou não-envelopado?

• número de capsômeros?

CLASSIFICAÇÃO DO CAPSÍDEO

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• RNA ou DNA?

• segmentado ou não-segmentado?

• linear ou circular?

• simples-fita ou dupla-fita?

• se simples-fita:– o genoma mRNA é senso (+)? ou

complementar ao mRNA (-) senso

CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS VIRAIS

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HERPESVIRIDAEHEPADNAVIRIDAE

ENVELOPADOS

PAPILLOMAVIRIDAEPOLYOMAVIRIDAE

CIRCULARES

ADENOVIRIDAE

LINEARES

NÃO-ENVELOPADOS

DUPLA FITA

PARVOVIRIDAE

SIMPLES FITANÃO-ENVELOPADOS

POXVIRIDAE

ENVELOPADOS COMPLEXOS

VIRUS DNA

Modified from Volk et al., Essentials of Medical Microbiology, 4th Ed. 1991

Todas as famílias mostradas são icosahedricas com exceção dos poxviruses

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FLAVIVIRIDAETOGAVIRIDAE

RETROVIRIDAE

ICOSAHEDRICOS

CORONAVIRIDAE

HELIPTICOS

ENVELOPADOS

ICOSAHEDRICOS

PICORNAVIRIDAECALICIVIRIDAE

NÃO-ENVELOPADOS

SIMPLES FITASENSO POSITIVO

BUNYAVIRIDAEARENAVIRIDAE

ORTHOMYXOVIRIDAEPARAMYXOVIRIDAE

RHABDOVIRIDAEFILOVIRIDAE

SIMPLES FITASENSO NEGATIVO

REOVIRIDAE

DUPLA-FITA

VIRUS RNA

ENVELOPADOS

HELIPTICOS ICOSAHEDRICOS

NÃO-ENVELOPADOS

Modified from Volk et al., Essentials of Medical Microbiology, 4th Ed. 1991

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RESUMO•Os vírus são parasitas que estão no limiar entre a vida e a matéria inerte. Eles possuem os mesmos tipos de proteínas e ácidos nucleicos que formam as células vivas, mas precisam da ajuda delas para se replicar e se espalhar.

•Os pesquisadores discutiram durante décadas se os vírus são ou não vivos. Este conflito acabou desviando os cientistas de uma questão mais importante: os vírus são peças fundamentalmente importantes na evolução.

•Um enorme número de vírus se replica e sofre mutações constantemente. Esse processo produz muitos genes novos. Um gene inovador, com uma função útil, pode ser eventualmente incorporado ao genoma de uma célula hospedeira e se tornar parte permanente do genoma daquela célula.

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AGENTES NÃO CONVENCIONAIS

• PRIONS (proteinacious infectious particles)

– só proteínas?

– não contém nenhum ácido nucleico?

– são vivos ou mortos?

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PrPc – Normal e é quebrada, não se acumula e não causa problemas; PrPsc- Estruturalmente diferente e pode ser transmitida. Não é clivada e

pode promover a conversão de proteína normal em PrPsc, levando a neurodegeneração.

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