Interação Vírus

Universidade Federal Fluminense
Departamento de Microbiologia e Parasitologia
Disciplina de Virologia
Prof. Marcelo de Lima
Características gerais dos vírus
• Menores e mais simples microorganismos
• Genoma DNA ou RNA envolto por proteínas
• Só replicam no interior de uma célula (parasitas intracelulares)
• A progênie viral é formada pela associação dos componentes
• Unidade: partícula vírica, partícula viral, vírion
• Ultramicroscópicos: 15nm (circovírus) – 450nm (poxvírus)
• Por quê são intracelulares obrigatórios?
“Os vírus não possuem a maquinaria necessária para a produção de
energia metabólica e síntese protéica e, por isso, necessitam das
funções e do metabolismo celular para se multiplicar.”
ESTRUTURA VIRAL
Retrovírus
Adenovírus
Envelope
Genoma
Capsídeo
Proteínas e Glicoproteínas
Vírion sem envelope
Vírion com envelope
ESTRUTURA DA PARTÍCULA VIRAL
DNA GENOMAS VIRAIS RNA
Cadeia Simples
Cadeia Dupla
+ ou -
Segmentado
Cadeia dupla segmentado
Circular
EXCEÇÕES E CURIOSIDADES !!!
“Definições são baseadas em dados e ferramentas disponíveis
em um determinado momento.” (Karl Popper, Nat. Rev., 2008)
• Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV)
Maior vírus descrito (2003)
1.2 Mpb – 750nm
Contém DNA e RNA
Visível ao microscópio ótico
• Sputnik virus (virófago)
Simetria do capsídeo
 Capsídeo icosaédrico
Simetria do capsídeo
Capsídeo helicoidal
RNAm
Proteína
Etapas da replicação viral
1. Adsorção
6. Egresso
2. Penetração e
desnudamento
5. Morfogênese
3. Transcrição
e/ou tradução
4. Replicação
do genoma
Patogenia das infecções virais
Conjunto de mecanismos pelos quais os vírus
produzem doença em seus hospedeiros
Determinada pela combinação entre os efeitos
diretos e indiretos da replicação viral e a resposta
do hospedeiro à infecção
Interação Vírus - Célula
 Suscetibilidade celular  receptores (tropismo)

Permissividade celular  replicação do vírus na célula
Receptores celulares para os vírus
Vírus
Receptor
Adenovírus
Integrinas
Coronavírus humano
Aminopeptidase N
Influenza A e B
Ácido siálico
Parainfluenza
Ácido siálico
Sarampo
CD-46
Parvovírus B19
Ag P
HIV
CD-4
Raiva
Receptor de acetilcolina
Interações vírus-célula
Alterações podem ocorrer em qualquer etapa do ciclo replicativo
 Desprendimento celular da superfície de contato (in vitro)
 Produção de canais iônicos (M2 Influenza)
 Interferência com transcrição, processamento e transporte de
RNAm celular (Ex: adenovírus, herpesvírus)
 Degradação de RNAm celular (Ex: influenza e poxvírus)
 Alteração da especificidade da maquinaria celular de tradução
(Picornavírus)
Interações vírus-célula
 Inibição da síntese de DNA celular
 Estimulação para célula entrar na fase S (papilomavírus)
 Interferência com mecanismos celulares de modificação, localização
e maturação de proteínas
 Alteração da estrutura de membranas celulares
 Aumento de permeabilidade celular
 Desorganização ou ruptura do citoesqueleto
 “Corpúsculos de inclusão”
Efeito citopático (ECP)
Efeito da replicação de um rinovírus sobre o epitélio
traqueal bovino cultivado in vitro (explant culture)
Vírus não citopáticos
Corpúsculos de inclusão
Transformação celular
Indução / Inibição da Apoptose
Patologia em nível de hospedeiro
1. Penetração e replicação primária
2. Infecções localizadas X generalizadas
3. Localização das infecções
Portas de Entrada
Pele
Gênero
mordedura de animal
picada de artrópode
inoculação por seringas
abrasão
Rabdovírus Arbovírus
Retrovírus
Papilomavírus
Trato respiratório
contato direto
aerossóis
Ortomixovírus
Paramixovírus
Trato gastro-intestinal
ingestão
Rotavírus
Coronavírus
Trato genital
contato sexual
inseminação artificial
Herpesvírus
Mucosas
Conjuntiva
Transmissão vertical
Adenovírus
via placenta
Parvovírus
INFECÇÕES LOCALIZADAS
 Limitadas às proximidades do sítio de penetração e
replicação primária
 Não fazem viremia
 Exemplos:




Papilomavírus
Coronavírus entéricos e rotavírus
Rinovírus
Raiva
INFECÇÕES SISTÊMICAS
 Disseminação hematógena (livre / assoc. à células)
 Disseminação nervosa
 Replicação local → transporte ate linfonodos
regionais pela linfa ou no interior de células
fagocíticas → sangue
Resposta do hospedeiro contra as
infecções virais
- Imunidade ou resistência às infecções víricas: Atuação
integrada das respostas imune inata e adquirida
- Resposta imune inata (rápida, inespecífica)
- Resposta imune adquirida (lenta, específica, memória)
- As duas formas de resposta estão interligadas:
Células dendríticas
Eventos imunológicos após infecção viral
Resposta imune inata
- Também chamada de natural ou inespecífica
- Barreiras naturais de proteção
- Mediada por diferentes células e moléculas
- Características peculiares:
1. Atua imediatamente após o contato com o agente
2. Não discrimina diferentes tipos de antígenos
3. Não possui memória imunológica
Receptores Toll-like (TLRs)
 Família de proteínas transmembrana
 Reconhecem PAMPs (pathogen-associated molecular pattern)
 Localizados na membrana plasmática ou ancorados na
membrana interna do endossoma
 Estimulam a resposta imunológica (IFN, TNF, IL-6, IL-8)
 ssRNA (TLR-7, TLR-8), dsRNA (TLR-3), DNA (TLR-9),
proteínas específicas (TLR-2 e TLR-4)
Indução e principais funções do IFN-I
na resposta inata
Ativa Rnase L e
PKR – eIF2
Papel do IFN-I na resposta específica
1. Indução da expressão de moléculas do MHC-I
2. Ativação das células dendríticas
3. Estimulação da proliferação de LT de memória
4. Estimulação da produção de IFN-γ por CTL e DCs
5. Participação da diferenciação de linfócitos B
Sistema Complemento
 Conjunto de proteínas presentes no plasma na forma
inativa, podendo ser ativado por 3 vias:
1. Via clássica: complexo Ag-Ac (altera a estrutura da Fc)
2. Alternativa: (deposição espontânea do C3b na
superfície dos vírions)
3. Lecitina: ligação com proteínas que se ligam a manose
Complemento também neutraliza a
infectividade viral
Vírus (EBV)
Vírus + Ac
Vírus + Ac + Complemento
Células NK (natural killer)
Descrita em 1976; 5-10% dos linfócitos circulantes e
não contém marcadores CD4+ e CD8+ (células nulas)
 Presentes em tecidos linfóides periféricos
 Atuam diretamente (lise) e indiretamente (IFNγ e TNF-)
Reconhecem alterações (via KIR) como redução do
MHC-I e perfil alterado de antígenos de superfície
 Apoptose de células infectadas
 Possuem receptores para Fc (ADCC)
Células Dendríticas (DCs)
- População heterogênea de células
- Células dendríticas mielóides (mDCs)
Importante função de apresentar antígenos aos
linfócitos T e transferir antígenos aos linfócitos B
- Células dendríticas plasmacitóides (pDCs)
Principais células produtoras de IFN-I durante
infecções virais e participam ativamente da
estimulação das células NK
Papel das células dendríticas na resposta
imune adquirida
- Principal elo entre imunidade inata e adquirida
- Especializadas em apresentação de antígenos a os LT
- Estimulação de células Th (Thelper) resulta na ativação
tanto da resposta celular (linfócitos T) como humoral
(linfócitos B)
Mecanismos associados com a resposta imune inata
Macrófago
Resposta imune específica
- RESPOSTA HUMORAL
Linfócitos B (plasmócitos) e anticorpos
- RESPOSTA CELULAR
Linfócitos T (CD4+) ou Th (helper ou auxiliares)
Linfócitos T (CD8+) ou citotóxicos
Resposta imune celular
- Representada pela atividade dos linfócitos T
- TCD4 modulam a resposta imune
Th1: IFN-I, IL-2, IL-12, TNF-alfa (celular)
Th2: IL-2, IL-4, IL-5, IL-10 (humoral)
- Diferenças de resposta Th1 e Th2 dependem da biologia
de um dos diferentes tipos de vírus
- TCD8 têm função de destruir células infectadas
Resposta imune celular
- TCD8 têm função de destruir células infectadas
- Ativação dependem de 2 estímulos básicos:
1. reconhecimento peptídeo + MHC-I
2. citocinas produzidas por DCs ou Th ativados
- Linfócitos T ativados (linfócitos T citotóxicos – CTLs)
- Destroem células infectadas por perforinas/granzimas
que levam a apoptose
- Destroem células infectadas precocemente
CD4+
MHC-II
RE
CD8+
MHC-I
proteassomos
Resposta imune humoral
- Mediada por linfócitos B e imunoglobulinas (Igs) ou
anticorpos
- Igs são secretadas por plasmócitos
- Existem cinco classes de Igs com estruturas e funções
diferentes (IgM, IgD, IgA, IgG, IgE)
1. Neutralização
2. Aglutinação
3. Opsonização e
fagocitose
4. Ativação do
complemento
5. Lise mediada por
complemento
6. ADCC
7. Lise celular
mediada por
complemento e
dependente de
anticorpos
Mecanismos de evasão do
sistema imunológico
• Latência (herpesvírus)
• Variação antigênica (influenza, AIDS, hepatite C, etc)
• Integração do genoma na célula hospedeira (retrovírus)
• Indução de tolerância imunológica (BVDV)
• Interferência com funções do sistema imunológico
-
Importante lembrar!
 The ability of a virus to replicate in a host cell can be determined by the availability
of specific macromolecules in that type of cell
 Some of the cytopathic effects of virus infection on a host cell are caused by
specific alterations in host-cell metabolism or structure that allow viral replication
events. These cytopathic effects are usually not simply toxic effects of virus
infection. Instead, viruses have evolved to manipulate the environment of the host
cell for their own optimal replication
 Interactions of viruses with host cells may involve subtle changes in the host cell,
and an understanding of the nature of the interactions between viral gene
products and the host-cell molecules often provides insight into the metabolic
processes and critical regulatory events of the host cell
Importante lembrar!
 The host cell often responds to viral infection, such as by synthesis of IFN and
induction of apoptosis. Viruses have evolved to counter these defenses, and
this evolutionary chess game continues
 Thus, our challenge continues to be to attempt to relate this information about
the interactions of viruses with their host cells to the biology of viruses in their
host organisms, and to apply this knowledge to the design of effective antiviral
strategies