Virus geral Poli - ICB-USP

CARACTERÍSTICAS GERAIS DOS VÍRUS
Profa. Dra. Dolores U. Mehnert
1. Histórico
1876 - A. Mayer - agente do mosaico do tabaco não é bacteria e não é fungo.
1892 - D. Ivanosky - demonstrou a transmissibilidade da doença do mosaico
1898 - M. Beijerinck - denominou o agente do mosaico de fluído vivo contagioso ou vírus
- Loeffler e Frosch - demonstraram a transmissibilidade da febre aftosa
1915/1917 - Twort (Inglaterra) e D’Herelle (França) observaram a ação de vírus bacteriófagos em
culturas bacterianas.
1940 - Invenção do microscópio eletrônico - permitiu a visualização dos vírus
2. Definição
3. Hospedeiros: animais, vegetais, fungos e bactérias
4. Dimensões - variam de 10 nm a 300 nm
5. Formas - arredondada ou icosaédrica ex.: vírus da poliomielite, rotavírus, adenovírus
paralelepípedo ex.: vírus da vaccínia, vírus da varíola
projétil ex.: vírus da raiva
helicoidal ex.: vírus do sarampo, vírus da gripe
6. Estrutura e composição química
Genoma - localização central; ácido nucléico
(DNA fita dupla/simples ou RNA fita
dupla/simples)
Capsídeo - capa protéica com simetrias :
icosaédrica ex.: vírus da poliomielite
helicoidal ex.: vírus do sarampo
complexa ex.: vírus da vaccínia
Envelope - envoltório mais externo, nem sempre
presente, composto por lipídeos e proteínas
7. Inativação por agentes físicos e químicos: calor,
radiação, detergentes, compostos clorados,
fenólicos, drogas anti-virais.
Vírus nú
Vírus com envoltório
Adaptado de Leland, D.S. – Clinica Virology, W.S.Saunders Co., 1995
Vírus no ambiente aquático e o impacto da poluição por água de esgoto
Profa. Dra. Dolores U. Mehnert
Departamento de Microbiologia – ICB/USP
Estudos tem revelado que o ambiente marinho apresenta uma grande diversidade de vírus e um
número em torno de 104 a 108 partículas por ml de água (BERGH et al., 1998). Estes vírus
infectam em sua maioria células procarióticas (MURRAY & JACKSON, 1992), mas componentes do
fitoplâncton e do microzooplâncton também são infectados (STEWART & AZAM,
2000)
contribuindo sobremodo para uma agilização do turn-over de nutrientes como carbono, fósforo,
nitrogênio e íons ferro na cadeia alimentar (WILHEM & SUTTLE, 2000). A poluição das águas por
lançamentos de esgotos domésticos e/ou industriais sem tratamento provavelmente interfere
neste processo de reciclagem. Substâncias poluentes como hidrocarbonetos aromáticos
(naftalenos, pirenos, fenantrenos), pesticidas (DDD, BHC, DDT) e PCBs (bifenilos policlorados)
induzem um aumento na população de vírus no ambiente, decorrente da ativação de prófagos
existentes em grande parte das bactérias presentes no ambiente aquático (PAUL et al., 2000).
A contaminação de águas doces ou marinhas por lançamentos de águas de esgoto tem
contribuído também para a ocorrência de epidemias de diarréia e hepatite A na população
humana em diversos países. A escassez de água doce já é uma ameaça atual, por isso o uso
racional da água e principalmente o seu reuso se farão obrigatórios em futuro bem próximo.
Vírus entéricos, como por exemplo vírus da poliomielite, rotavírus, vírus da hepatite tipo A e
alguns tipos de adenovírus, são excretados nas fezes e na urina em grandes quantidades por
indivíduos infectados e são frequentemente encontrados em águas contaminadas por
lançamentos de esgoto. Uma vez ingeridos juntamente com a água ou alimentos irrigados ou
cultivados nestas águas, podem vir a causar doença. Estudos tem demonstrado que, apesar das
pequenas quantidades de vírus existentes nas águas de córregos, de esgoto e de abastecimento
público (MEHNERT & STEWIEN, 1993), uma unidade infectante de vírus é suficiente para
infectar um hospedeiro susceptível (GRAHAN et al., 1987).
A qualidade da água sempre foi avaliada utilizando bactérias do grupo dos coliformes como
indicadores biológicos. Entretanto, nos últimos anos com o avanço dos métodos de estudo em
Virologia e, principalmente, com a introdução de métodos moleculares para fins de detecção e
identificação viral, pesquisadores tem proposto uma reavaliação do uso destes indicadores
biológicos (PINA et al., 1998). Este fato é justificado pela maior labilidade das bactérias frente
aos fatôres ambientais e processos de tratamento de água do que os vírus (PAYMENT et al.,
1985; ENRIQUEZ, 1995). Assim sendo, alguns aspectos favorecem a inclusão dos vírus como
indicadores biológicos da qualidade da água como: boa resistência aos fatôres ambientais e aos
métodos de tratamento de água, inclusive cloração; alguns tipos de vírus circulam no meio
ambiente o ano todo; estão presentes em quantidades detectáveis; não guardam nenhuma
correlação em termos quantitativos com os atuais indicadores (coliformes fecais).
De todos os fatôres mencionados, o quarto é o mais forte indício de que uma água livre ou com
baixíssima contagem de coliformes jamais poderá ser considerada livre de vírus. Estudos
comparando os números de Enterovírus (STEWIEN, 1979) e de rotavírus (MEHNERT, 1989) com os
de coliformes fecais mostraram que não há uma correlação entre estes agentes nas amostras de
água de esgoto e córrego examinadas.
Os estudos nesta área da Virologia Ambiental ainda são muito restritos, pois exigem a análise de
amostras volumosas, que necessitam a aplicação de métodos de concentração eficientes e de
métodos de detecção sensíveis, muitas vezes onerosos e de complexa implantação. Contudo, a
aplicação das metodologias existentes possibilitará não só avaliar a qualidade da água a ser
reutilizada pela população, mas conhecer a circulação dos vírus patogênicos humanos mais
importantes em nosso país.
Além disso, uma avaliação adequada da qualidade da água a ser devolvida ao meio ambiente,
quanto aos parâmetros físico-químicos,
parasitológicos, bacteriológicos e virológicos é
fundamental para re-estabelecer o equilíbrio na Natureza e consequentemente a qualidade de
vida da população.
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Aspectos virológicos a serem considerados na aplicação de lodo de ETE
para fins agrícolas
Dra. Dolores U. Mehnert
ICB/USP
Sob ponto de vista econômico, a aplicação de lodo na Agricultura é positiva devido à
presença de nutrientes como Nitrogênio, Fósforo e Potássio, bem como de micronutrientes (Zn, Cu,
Mn, Mo). Além disso, a matéria orgânica auxiliaria na melhora da estrutura do solo, aumentando a
capacidade de retenção de água e na aeração do mesmo (BITTON, 1997c). No Brasil, diversos
estudos têm enfatizado o lado positivo desta opção (ANDREOLI et al., 1999; VALIM et al., 1999;
ANDREOLI et al., 2000; COSTA et al.,2001; SILVA, 2001).
Entretanto, a aplicação do lodo proveniente das ETEs, sem tratamento preliminar adequado,
representa um risco à Saúde Pública, pois pode levar à contaminação de águas subterrâneas, solos
e grãos com patógenos, metais pesados, nitrato e compostos orgânicos tóxicos e carcinogênicos
(SCHWARTZBROD & MATHIEU, 1986; SCHWARTZBROD, 1995; BITTON, 1997d).
Os lodos provenientes de ETEs possuem, comprovadamente, inúmeros microrganismos
patogênicos, cuja variedade dependerá das condições socioeconômicas e epidemiológicas das
diferentes comunidades (RÉNDON et al., 2002). RÉNDON et al. (2002) realizaram uma avaliação
microbiológica em lodo no México e detectaram colifagos, coliformes fecais, Salmonella typhi,
Pseudomonas aeruginosa, cistos de protozoários e ovos de helmintos em números
bastante
superiores aos níveis relatados na bibliografia internacional.
A exposição dos seres humanos e animais aos patógenos presentes no lodo pode ser por
contato direto, ao manipular ou caminhar na área com lodo, ou indireto, através da ingestão de grãos
cultivados nessas áreas ou de produtos de animais que pastam em pastos tratados com lodo
(BITTON, 1997d).
Dentre os patógenos presentes no lodo, destacam-se os vírus entéricos humanos, que não
são necessariamente inativados após o tratamento de efluentes (RAO & MELNICK, 1986b). No
tratamento de efluentes, qualquer procedimento de sedimentação resulta na remoção de um grande
número de vírus do efluente para o lodo devido à adsorção às partículas sólidas e capacidade de se
agregarem
espontaneamente,
em
estruturas
pseudocristalinas
que
não
são
rompidas
espontaneamente, razão pela qual os vírus são altamente resistentes a agentes desinfetantes ou à
pressão da seleção ambiental (RAO & MELNICK, 1986c; WARD, 1987; FARRAH, 1987;
SCHWARTZBROD, 1995; GERBA, 2000).
Apesar dos indicadores bacterianos como coliformes fecais e estreptococos serem
tradicionalmente considerados como indicadores de contaminação ambiental, eles não são
indicadores satisfatórios do conteúdo de vírus e da eficiência dos tratamentos de desinfecção na
eliminação de vírus entéricos (SCHWARTZBROD, 1995; MEHNERT & STEWIEN, 1993).
Há quase 150 tipos de vírus entéricos humanos conhecidos que entram no corpo humano
pela via oral, multiplicam-se no trato gastrintestinal e são excretados em grande número nas fezes
dos indivíduos infectados (portadores sintomáticos ou não), atingindo números em torno de 10 8 a
1011 partículas por grama de fezes. A presença de vírus no lodo está diretamente relacionada aos
vírus presentes no efluente doméstico, que, por sua vez, dependerá dos vírus que estão sendo
excretados pela população no momento. A epidemiologia dos vírus entéricos humanos é influenciada
pelo nível de higiene e saneamento ambiental no ambiente, pois há
explosão de surtos em
populações que ingerem água ou alimentos contaminados com efluente doméstico (RAO &
MELNICK, 1986b; ABAD et al., 1994; SCHWARTZBROD, 1995; ABBASZADEGAN et al., 1999).
No caso da cidade de São Paulo, diversos tipos de vírus entéricos foram detectados nas
águas de córrego e de esgoto da cidade de São Paulo, como vírus pertencentes ao gênero
Enterovirus, adenovírus humanos, vírus da Hepatite A e rotavírus (CHRISTOVÃO et al., 1967,
MARQUES, 1987; MEHNERT & STEWIEN, 1993; MEHNERT et al.,1997; QUEIROZ, 1999;
SASSAROLI, 2002; PAULI, 2003; SANTOS, 2002).
Estes vírus poderão estar presentes no lodo tratado, ainda infecciosos. Assim, o lodo
proveniente das ETEs pode ser uma fonte de contaminação ao meio ambiente e aos seres humanos
quando é introduzido como fertilizante na agricultura sem nenhum tratamento, razão pela qual é de
extrema importância a realização de estudos que visem a detecção, quantificação e distribuição de
vírus que circulam no meio ambiente (ABBASZADEGAN et al., 1999).
STRAUB et al (1995) realizaram estudos durante 7 anos em uma fazenda, cujo solo foi
irrigado com lodo digerido anaerobicamente. Os pesquisadores detectaram partículas virais em 21
das 24 amostras examinadas por PCR e demonstraram um transporte significativo de vírus no solo
tanto horizontal quanto verticalmente.
A manutenção da viabilidade das partículas virais no solo depende principalmente do tipo de
solo, nível de umidade e temperatura. Os vírus entéricos presentes no solo como resultado da
pulverização ou irrigação migram para estratos mais profundos do solo, podendo atingir a água
subterrânea como resultado do sucessivo fenômeno de adsorção-desorção, dependentes dos tipos
de vírus presentes, as características do solo e precipitação pluviométrica. Os fatores que mais
controlam o transporte de vírus no solo são: tipo de solo, tipo do vírus, comprimento iônico da
solução do solo, pH, compostos orgânicos solúveis presentes nos efluentes e taxa hidráulica de
escoamento (SCHWARTZBROD, 1995).
O vírus de Norwalk, rotavírus e os adenovírus estão entre os principais agentes etiológicos
dos casos de gastrenterite e diarréia aguda em crianças e são transmitidos, mesmo em um baixo
número, pela via fecal-oral. A veiculação destes agentes é mundialmente associada à origem hídrica
pela ingestão de água e de alimentos contaminados. A gastrenterite viral é causa de óbito de 5 a 10
milhões de pessoas por ano no mundo devido à diarréia intensa, associada ou não a febre e vômitos,
que pode levar crianças a uma grave desidratação (UHNOO et al., 1984; HUDSON et al., 2004).
O vírus de Norwalk atualmente é o principal agente responsável por surtos de gastrenterites
virais agudas e diarréia esporádica em comunidades no mundo.É um vírus altamente debilitante que
causa surtos repentinos de gastrenterite. Altamente infectivo e estável, é mais resistente às técnicas
de desinfecção que a maioria das bactérias e outros agentes virais,
tais como níveis de cloro
inferiores a 10 ppm, congelamento, aquecimento a 60°C. Também podem persistir no meio
ambiente, sendo proposto que podem circular no ambiente em pequeno número em uma população
até que um indivíduo infectado contamine uma fonte comum de água ou alimento, resultando em um
surto explosivo (DOLIN et al., 1972; FANKHAUSER et al., 1998; ROPER et al, 1990; GRAHAM et al.,
1994; HUDSON et al., 2004). A detecção deste agente em amostras ambientais, apesar de possível,
é ainda bastante onerosa.
Os adenovírus, mais especificamente os sorotipos HAdV40 e HAdV41, pertencentes à
espécie F (UHNOO et al., 1984; ALLARD et al., 1990; HÁRSI et al., 1995) são os patógenos que
ocupam o terceiro lugar em termos de importância no estabelecimento de diarréia em nosso país. Os
adenovírus também causam infecções persistentes caracterizadas pela excreção fecal prolongada e
intermitente. Aproximadamente metade das crianças menores de 5 anos de idade infectadas com
adenovírus tipos HAdV1, HAdV2, HAdV3 ou HAdV5 excretam vírus nas fezes por períodos longos
(ALLARD et al., 1992).
Há 51 sorotipos de adenovírus conhecidos que são divididos em 6 subgêneros (A a F)
baseado na homologia de DNA e propriedades biológicas e bioquímicas (BENKÔ, 1999). Dos 51
sorotipos, são associados a gastroenterite infantil: HAdV1, HAdV7, HAdV12, HAdV28, HAdV31,
HAdV40 e HAdV41, dos quais HAdV40 e HAdV41 possuem uma estabilidade a ação de agentes
físicos e químicos, possibilitando uma permanência prolongada no meio ambiente.Também se
apresentam resistentes a fase inicial em tratamentos de esgoto, facilitando, portanto, a contaminação
da população por estes agentes virais (ENRIQUEZ, 1995). A detecção destes agentes em amostras
ambientais é possível e pouco onerosa (SANTOS et al., 2004).
O vírus da Hepatite A tem grande importância devido ao alto número de surtos no mundo.
Estima-se que a incidência mundial seja superior a 1,4 milhões de casos ao ano, com uma maior
incidência em jovens e adultos com mais de 50 anos. Sua infecção ocorre pela via fecal-oral, pela
ingestão de material contaminado; cerca de 50% dos casos são subclínicos, com isso os indivíduos
não procuram tratamento, mas liberam os vírus nas fezes, contaminando o meio ambiente. A
excreção do vírus nas fezes do paciente ocorre em concentrações relativamente altas 2 a 3 semanas
antes do estabelecimento de sintomas clínicos e 8 dias após estabelecimento da icterícia
(HOLLINGER & TICEHURST, 1996; FAGAN & HARRISON, 2000). A detecção deste patógeno é
possível, mas um pouco mais onerosa dadas suas características moleculares (SASSAROLI, 2002).
A presença destes diversos tipos de vírus no lodo torna clara a necessidade de um tratamento do
lodo produzido pelas estações de tratamento de efluentes para uma disposição adequada desse
material. SCHWARTZBROD (1995) afirma que o método de tratamento de lodo que eliminará
totalmente os vírus é o tratamento térmico.
Apesar do tratamento por digestão anaeróbia e aeróbia ou a remoção de água reduzirem a
população numérica de agentes patogênicos no lodo, um número significativo destes presentes no
efluente doméstico bruto muitas vezes permanecem no lodo, pois eles são concentrados durante a
sedimentação primária. Grandes organismos, como helmintos, são concentrados devido à
sedimentação, enquanto os vírus adsorvem ao lodo (GERBA, 2000).
A temperatura é um dos fatores mais críticos na compostagem e as elevadas temperaturas
atingidas durante o processo são fundamentais para a alta taxa de decomposição, para destruição
de coliformes e inativação de vírus. O sucesso da compostagem também depende da construção da
leira e do nível de oxigênio (GERBA, 2000). METCALF et al. (1995) afirmam que os processos de
tratamento de lodo, incluindo compostagem reduzem, mas não eliminam os vírus entéricos, que
permanecem viáveis por um período superior a 30 dias de digestão a 50°C, período que pode ser
superior no caso do vírus da hepatite A (HAV) por ser termoresistente.
Assim sendo, sugerimos que a aplicação de lodo de ETE para fins agrícolas seja
extremamente criteriosa, uma vez que os danos à saúde pública e, principalmente, ao meio ambiente
poderão ocorrer, talvez até de forma irreversível para o país.
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