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CapÌtulo 2
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Paulo Roberto Soares Stephens Maria Beatriz Siqueira Campos de Oliveira Fl·via Coelho Ribeiro Leila Abboud Dias Carneiro
- IntroduÁ„o1. IntroduÁ„o1. IntroduÁ„o 1. IntroduÁ„o1. IntroduÁ„o
Existem muitas controvÈrsias na comunidade cientÌfica a respeito do vÌrus ser ou n„o um ser vivo. Muitos autores consideram que a vida se originou do RNA, pois, a partir desta molÈcula s„o formadas novas quantidades dela mesma. Em 1960, o fÌsico alem„o Manfred Eigen, ganhador de um prÍmio Nobel, descobriu que era possÌvel a replicaÁ„o de RNA in vitro. O RNA, portanto, tornou-se um grande candidato ‡ condiÁ„o de supermolÈcula da vida primitiva, capaz de se replicar e sofrer mutaÁıes, albergando genes codificadores de enzimas e outras proteÌnas.
Essa molÈcula, denominada ìRNA de Eigenî, È muito semelhante ao vÌrus, pois se encontra na fronteira entre o quÌmico e o biolÛgico. Uma das hipÛteses da origem do vÌrus, denominada ìTeoria dos Elementos Subcelularesî, È de que o vÌrus seria proveniente de uma molÈcula de RNA. Uma outra hipÛtese defende que o vÌrus teria se originado de seres unicelulares de vida
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livre que, por uma perda progressiva de propriedades celulares, criou uma dependÍncia, tornando-o um parasita intracelular obrigatÛrio.
Os que defendem que o vÌrus n„o È um ser vivo partem do princÌpio de que ele n„o tem vida livre, pois sua replicaÁ„o sÛ È possÌvel dentro de uma cÈlula viva. AlÈm disso, alguns desses agentes possuem a capacidade de se cristalizar quando submetido a situaÁıes adversas. Entretanto, os que o classificam como ser vivo se apoiam em duas caracterÌsticas. A primeira se refere ‡ sua capacidade de replicaÁ„o que os diferem de outros agentes, tais como as toxinas bacterianas; e a segunda, ‡ presenÁa de uma estrutura protetora de seu material genÈtico, ausente nos plasmÌdeos (molÈcula de DNA circular).
Apesar de terem a capacidade de se replicar, os vÌrus n„o possuem um aparato enzim·tico suficiente para a replicaÁ„o, necessitando, assim, da maquin·ria celular para completar o seu ciclo replicativo, o que o torna um parasita intracelular obrigatÛrio.
Sua fragilidade ìaparenteî, por ser estritamente dependente da cÈlu- la, È descartada pela capacidade de controle e redirecionamento do meta- bolismo celular para o seu prÛprio benefÌcio. Apesar da baixa complexida- de estrutural, pode causar grandes danos ‡ cÈlula hospedeira, mesmo apre- sentando morfologicamente apenas o material genÈtico, um capsÌdeo e, em alguns vÌrus, um envelope.
Algumas propriedades distinguem os vÌrus de outros microrganismos. A primeira est· relacionada ao seu tamanho, o qual pode variar de 10 a 300 nm. Dessa forma, s„o considerados os menores microrganismos exis- tentes, podendo ser visualizados apenas atravÈs da microscopia eletrÙnica. Para fins de comparaÁ„o, lembramos que as bactÈrias e as hem·cias possu- em, em mÈdia, 10 a 15 vezes o tamanho dos vÌrus, o que possibilita a identificaÁ„o destes por meio da microscopia Ûtica.
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- T2. T2. Taxonomia Viral 2. T2. Taxonomia Viralaxonomia Viralaxonomia Viralaxonomia Viral
Figura 1. Adaptado do livro Virologia Humana, autora Ledy do Horto dos Santos Oliveira
OInternational Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) vem apri- morando as normas de classificaÁ„o viral passo a passo, estabelecendo, assim, uma taxonomia exclusiva para a organizaÁ„o dos vÌrus. O mais importante de todo esse princÌpio È que os vÌrus podem ser agrupados de acordo com as suas propriedades fÌsico, quÌmicas e biolÛgicas, assim como as das cÈlulas que infectam. Dessa forma, os vÌrus podem ser classificados de acordo com o tipo de ·cido nucleico, simetria do capsÌdeo, presenÁa ou ausÍncia do envelope, tamanho e sensibilidade ‡s subst‚ncias quÌmicas.
Quanto ao genoma dos vÌrus, este pode ser constituÌdo por fita simples (ss) ou dupla (ds), linear ou circular, de polaridade positiva ou negativa. As diferentes caracterÌsticas do ·cido nucleico conduzir„o a variadas estratÈgias de
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replicaÁ„o. Alguns vÌrus s„o capazes de realizar recombinaÁıes genÈticas e montagens incorretas de partÌculas virais, podendo produzir vÌrus provenientes de diferentes ancestrais. Certos vÌrus, como o HIV, tÍm seus ·cidos nucleicos incorporados ao genoma da cÈlula hospedeira. Logo, atravÈs da taxonomia, n„o È possÌvel associarmos uma espÈcie de vÌrus a um ancestral comum.
Uma outra classificaÁ„o viral foi definida por David Baltimore, em 1971, a fim de correlacionar as caracterÌsticas do ·cido nucleico com as estratÈgias de replicaÁ„o. Esta classificaÁ„o n„o tem finalidade taxonÙmica, uma vez que o autor utiliza a j· existente.
ClassificaÁ„o de Baltimore:
- Classe I - DNA de fita dupla - Ex: AdenovÌrus, HerpesvÌrus e PoxvÌrus.
- Classe II - DNA de fita simples positiva - Ex:ParvovÌrus
- Classe III - RNA de fita dupla - Ex:ReovÌrus, BirnavÌrus
- Classe IV - RNA de fita simples positiva - Ex:PicornavÌrus e TogavÌrus
- Classe V - RNA de fita simples negativa - Ex: OrthomixovÌrus e RhabdovÌrus
- Classe VI - RNA de fita simples positiva, com DNA intermedi·rio no ciclo biolÛgico do vÌrus - Ex:RetrovÌrus
- Classe VII - DNA de fita dupla com RNA intermedi·rio - Ex. HepadnavÌrus
- Estrutura viral3. Estrutura viral3. Estrutura viral 3. Estrutura viral3. Estrutura viral
Basicamente os vÌrus s„o constituÌdos por dois componentes essenciais: a parte central, que recebe o nome de cerne, onde se encontra o genoma, e que pode ser DNA ou RNA (salvo exceÁ„o); associado a uma capa proteica denominada capsÌdeo, formando ambos o nucleocapsÌdeo.
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A grande maioria dos vÌrus tem seus elementos organizados segundo as simetrias icosaÈdrica ou helicoidal. Entretanto, alguns vÌrus, como oPoxvÌrus, apresentam uma organizaÁ„o morfolÛgica mais complexa, pois podem apresen- tar duas cadeias peptÌdicas na constituiÁ„o do capsÌdeo. Sua forma resulta da suborganizaÁ„o de cada um dos componentes da partÌcula viral, como È o caso dos bacteriÛfagos. Estes ˙ltimos agentes parasitam as bactÈrias, introduzindo nestas o material genÈtico. Para tanto, os bacteriÛfagos possuem uma estrutura composta de cabeÁa poligonal, cauda, bainha contr·til, placa basal e fibras (Figura 3). Existem tambÈm bacteriÛfagos com estrutura icosaÈdrica.
A estrutura do genoma depende se o vÌrus È RNA ou DNA, pois o DNA apresenta os nucleotÌdeos citosina, guanina, adenosina e timina, en- quanto que o RNA possui a uracila no lugar da timina. O genoma de RNA ou DNA pode ser constituÌdo por uma ˙nica fita (ss) ou por duas fitas (ds). Fitas positivas de RNA s„o fitas que contÍm o cÛdigo que ser· traduzido pelos ribossomos. Fitas positivas de DNA s„o fitas que contÍm a mesma base sequencial do RNA mensageiro. Fita negativa de RNA ou DNA È a fita com base sequencial complementar ‡ fita positiva.
Concluindo, o vÌrus È constituÌdo basicamente por duas estruturas: ·ci- do nucleico e capsÌdeo, sendo que, em alguns grupos, apresentam tambÈm o envelope ou envÛlucros. A funÁ„o do ·cido nucleico È albergar a informaÁ„o genÈtica (replicaÁ„o viral) e a do capsÌdeo È a proteÁ„o do genoma. AlÈm disso, esta estrutura È a principal respons·vel pela induÁ„o da resposta imune do hospedeiro. Em vÌrus envelopados, os lipÌdeos se apresentam na forma de fosfolipÌdeos, o que auxilia a entrada do vÌrus na cÈlula hospedeira e confere uma maior proteÁ„o do microrganismo (Figura 2).
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Figura 2. Estrutura viral AdaptaÁ„o e arte gr·fica por Raphael dos Santos Stephens.
- Ciclo viral4. Ciclo viral4. Ciclo viral 4. Ciclo viral4. Ciclo viral
A replicaÁ„o viral, que ocorre no interior da cÈlula do hospedeiro, evolui seguindo as etapas de adsorÁ„o, penetraÁ„o, desnudamento, transcriÁ„o e traduÁ„o (sÌntese), maturaÁ„o e liberaÁ„o (Figura 3).
4.1. AdsorÁ„o
… a ligaÁ„o de uma molÈcula presente na superfÌcie da partÌcula viral com os receptores especÌficos da membrana celular do hospedeiro. Nos vÌrus envelopados, as estruturas de ligaÁ„o geralmente se apresentam sob a forma de espÌculas, como nosParamyxovÌrus e nos vÌrus sem envelope. A ligaÁ„o cÈlula-vÌrus geralmente est· relacionada a um ou grupo de polipeptÌdeos estruturais, como acontece nosPapilomavÌrus. A presenÁa ou ausÍncia de receptores celulares determina o tropismo viral, ou seja, o tipo de cÈlula em que s„o capazes de ser replicados. Para haver a adsorÁ„o,
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4.4. SÌntese viral
A sÌntese viral compreende a formaÁ„o das proteÌnas estruturais e n„o estruturais a partir dos processos de transcriÁ„o^2 e traduÁ„o^3. Os vÌrus foram agrupados em sete classes propostas por Baltimore em 1971, de acordo com as caracterÌsticas do ·cido nucleico e as estratÈgias de replicaÁ„o.
Nos vÌrus inseridos nas classes I, III, IV e V, o processo de traduÁ„o do RNA mensageiro ocorre no citoplasma da cÈlula hospedeira. J· nos vÌrus da classe II, este processo ocorre no n˙cleo. Em todas estas classes, o RNA mensageiro sintetizado vai se ligar aos ribossomas, codificando a sÌntese das proteÌnas virais. As primeiras proteÌnas a serem sintetizadas s„o chamadas de estruturais, pois v„o formar a partÌcula viral. As tardias s„o as proteÌnas n„o estruturais, que participam do processo de replicaÁ„o viral.
Na classe VI, os vÌrus de RNA realizam a transcriÁ„o reversa formando o DNA complementar (RNAíÆDNAíÆRNA), devido a presenÁa da enzima transcriptase reversa (famÌliaRetroviridae). Os vÌrus da classe VII apresentam um RNA intermedi·rio de fita simples, maior do que o DNA de cadeia dupla que o originou(DNAíÆRNAíÆDNA).
Resumindo, abaixo est„o descritas as caracterÌsticas principais de cada classe.
- Classe I: Ocorre no citoplasma, independente do genoma celular, que È bloqueado.
- Classe II: … realizada no n˙cleo, simultaneamente ‡ sÌntese do genoma celular.
- Classe III: Processa-se no citoplasma; sendo, no inÌcio, apenas umas das fitas do ·cido nucleico copiada.
(^2) … o processo de formaÁ„o do RNA mensageiro a partir do DNA. (^3) … o processo de convers„o de uma molÈcula, ou sequÍncia nucleotÌdica, em amino·cidos, formando uma proteÌna.
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- Classe IV: Ocorre no citoplasma, por meio de um processo comple- xo, ainda pouco esclarecido.
- Classe V: A fita simples de RNA serve de molde para a formaÁ„o de genoma viral e sÌntese de RNA mensageiro.
- Classe VI: Pertence a essa classe a famÌliaRetroviridae, que possui uma enzima chamada Transcriptase Reversa, respons·vel pela sÌntese de DNA a partir de RNA.
- Classe VII: Tem como exemplo a famÌliaHepadnaviridae, cuja caracte- rÌstica principal È a formaÁ„o de um RNA intermedi·rio.
4.5. Montagem e MaturaÁ„o
Nessa fase, as proteÌnas v„o se agregando ao genoma, formando o nucleocapsÌdeo. Alguns vÌrus, como o RotavÌrus, apresentam mais de um capsÌdeo. A maturaÁ„o consiste na formaÁ„o das partÌculas virais completas, ou vÌrions, que, em alguns casos, requerem a obtenÁ„o do envoltÛrio lipÌdico ou envelope. Este processo, dependente de enzimas tanto do vÌrus quanto da cÈlula hospedeira, podendo ocorrer no citoplasma ou no n˙cleo da cÈlula. De uma forma geral, os vÌrus que possuem genoma constituÌdo de DNA condensam as suas partes no n˙cleo, enquanto os de RNA, no citoplasma.
4.6. LiberaÁ„o
A saÌda do vÌrus da cÈlula pode ocorrer por lise celular ou brotamento. Na lise celular (ciclo lÌtico), a quantidade de vÌrus produzida no interior da cÈlula È t„o grande que a cÈlula se rompe, liberando novas partÌculas virais que v„o entrar em outras cÈlulas. Geralmente, os vÌrus n„o envelopados realizam este ciclo, ao passo que os envelopados saem da cÈlula por brotamento. Neste caso, os nucleocapsÌdeos migram para a face interna da membrana celular e saem por brotamento, levando parte da membrana.
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vÌrus completos, levando ‡ lise celular, ou seja, a cÈlula infectada rompe-se e os novos vÌrus s„o liberados. No lisogÍnico, o vÌrus insere seu ·cido nucleico na cÈlula hospedeira, onde este torna-se parte do DNA da cÈlula infectada e a cÈlula continua com suas funÁıes normais. Durante a mitose, o material genÈtico da cÈlula com o do vÌrus incorporado sofrem duplicaÁ„o, gerando cÈlulas-filhas com o ìnovoî genoma. Logo, a cÈlula infectada transmitir· as informaÁıes ge- nÈticas virais sempre que passar por mitose e todas as cÈlulas estar„o infectadas tambÈm (Figura 4).
Figura 4. Ciclo lÌtico e LisogÍnico
- P5. P5. PatogÍnese da infecÁ„o viral 5. P5. PatogÍnese da infecÁ„o viralatogÍnese da infecÁ„o viralatogÍnese da infecÁ„o viralatogÍnese da infecÁ„o viral
A doenÁa viral ocorre em consequÍncia da infecÁ„o viral em um hospedeiro, o qual pode apresentar ou n„o sinais e sintomas clÌnicos. Em muitos casos, a infecÁ„o viral n„o È capaz de causar alteraÁıes clÌnicas
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visÌveis no indivÌduo, infecÁ„o inaparente ou subclÌnica. Entretanto, quan- do observamos alteraÁıes clÌnicas no hospedeiro, chamamos de infecÁ„o sintom·tica ou aparente.
Algumas infecÁıes virais podem causar o que chamamos de sÌndrome, que consiste em um grupo de sinais^4 e sintomas^5 especÌficos, caracterizando uma determinada infecÁ„o. Sendo assim, podemos considerar que um mesmo vÌrus pode causar sintomas clÌnicos diferentes. AlÈm disso, tambÈm È possÌvel que diferentes vÌrus possam causar os mesmos sintomas (Tabela 1).
Tabela 1- CorrelaÁ„o entre alguns sintomas clÌnicos da via respiratÛria e o agente viral
(^4) … o que o mÈdico ou pessoas prÛximas ao paciente observam, como lesıes na pele, vÙmito, diarreia, etc. (^5) … o que o paciente relata. Como dor de cabeÁa, dores no corpo, tontura, etc.
SÌndromes Principais sintomas
Causas virais mais comuns Lactantes CrianÁas Adultos Laringite/ gripe Traqueobronquite
Bronquiolite
Faringite
Pneumonia
Resfriado comum
Rouquid„o, tosse ìde cachorroî Tosse
Tosse, dispneia
Faringite
Tosse, dor tor·cica
ObstruÁ„o nasal, secreÁ„o nasal
Parainfluenza, Influenza Parainfluenza, Influenza VÌrus sincicial respiratÛrio, Parainfluenza AdenovÌrus, Herpes simples VÌrus sincicial respiratÛrio, Influenza RinovÌrus, AdenovÌrus
Parainfluenza, Influenza Parainfluenza, Influenza Raro
AdenovÌrus, VÌrus Coxsackie Influenza, Parainfluenza
RinovÌrus, AdenovÌrus
Parainfluenza, Influenza Influenza, AdenovÌrus Raro
AdenovÌrus, VÌrus Coxsackie Influenza, AdenovÌrus
RinovÌrus, CoronavÌrus
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Figura 5. LatÍncia viral
Na infecÁ„o localizada, a replicaÁ„o viral permanece prÛxima ao sÌtio de entrada do vÌrus. Exemplo: pele, tratos respiratÛrio e gastroentÈrico. Na infecÁ„o sistÍmica ou disseminada, o espalhamento do agente pelo organismo ocorre em v·rias etapas, como entrada, disse- minaÁ„o para os linfonodos regionais, viremia prim·ria e disseminaÁ„o para Ûrg„os suscetÌveis. ApÛs a viremia secund·ria, os vÌrus s„o dissemi- nados para outros Ûrg„os, como cÈrebro, pulm„o, pele, etc. (Figura 6). Existe uma predileÁ„o dos vÌrus para determinados Ûrg„os. Os vÌrus das hepatites, por exemplo, atingem principalmente o fÌgado. … o que cha- mamos de tropismo viral.
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Figura 6. SÌtios de entrada, viremia e disseminaÁ„o viral
Como j· dissemos anteriormente, nas infecÁıes sintom·ticas, alÈm do diagnÛstico clÌnico, È necess·ria tambÈm a realizaÁ„o do diagnÛstico laboratorial, considerando que os sintomas clÌnicos sejam inespecÌficos para as doenÁas virais (perÌodo prodrÙmico). No indivÌduo assintom·tico, muitas vezes, a infecÁ„o sÛ È confirmada apÛs exame laboratorial. Em gestantes, por exem- plo, o MinistÈrio da Sa˙de brasileiro recomenda que seja feito exame, a fim de avaliar a imunidade para a rubÈola e comprovar se a mulher j· teve contato com o vÌrus anteriormente.
A infecÁ„o aguda È caracterizada pela presenÁa de sintomas inespecÌficos, caracterÌsticos das doenÁas virais, tais como febre, cefaleia e mialgia. Este
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DoenÁa infecciosa recentemente conhecida, cuja incidÍncia esteja aumentando em um determinado local ou em uma pessoa especÌfica. … a presenÁa contÌnua de uma doenÁa ou um agente infeccioso em uma ·rea geogr·fica determinada. PresenÁa contÌnua, ou prevalÍncia habitual, de uma doenÁa ou agente infeccioso na populaÁ„o animal de uma ·rea geogr·fica. ManifestaÁ„o de um n˙mero de casos de alguma doenÁa, que excede claramente a incidÍncia prevista, em um perÌodo de tempo determinado, em uma coletividade ou regi„o. CessaÁ„o de toda transmiss„o de uma infecÁ„o pela extinÁ„o artificial da espÈcie do agente em quest„o. A erradicaÁ„o pressupıe a ausÍncia completa do risco de reintroduÁ„o de uma doenÁa, de forma que permita a suspens„o de todas as medidas de prevenÁ„o e controle. Um pequeno territÛrio, compreendendo uma ou v·rias zonas, onde a circulaÁ„o do agente causal se estabelece em um ecossistema por um tempo indefinidamente longo, sem a sua importaÁ„o de outra regi„o. … uma pessoa, animal, objeto ou subst‚ncia a partir da qual o agente infeccioso se transmite a um hospedeiro. Organismo simples ou complexo, incluindo o homem, que em circunst‚ncias naturais permite a subsistÍncia ou o alojamento de um agente infeccioso. … aquele em que o parasita chega ‡ sua maturidade ou passa por sua fase sexual. … aquele no qual o parasita passa por sua etapa larv·ria ou assexual. N˙mero de casos novos de uma doenÁa em uma populaÁ„o particular durante um perÌodo especÌfico de tempo.
DoenÁa emergente/ reemergente
Endemias
Enzootia
Epidemia
ErradicaÁ„o
Foco natural (nicho)
Hospedeiro
Fonte de infecÁ„o
Hospedeiro intermedi·rio
Hospedeiro definitivo
Taxa de incidÍncia
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Intervalo de tempo entre a exposiÁ„o efetiva do hospedeiro suscetÌvel a um agente biolÛgico, ou seus produtos tÛxicos, e o inÌcio de sinais e sintomas clÌnicos da doenÁa neste hospedeiro. Entende-se por infestaÁ„o de pessoas ou animais, o alojamento, o desenvolvimento e reproduÁ„o de artrÛpodes na superfÌcie do corpo ou na roupa. Os objetos ou locais infestados s„o aqueles que albergam ou servem de alojamento aos animais, especialmente artrÛpodes e roedores. Intervalo entre o inÌcio da infecÁ„o e a possibilidade de detecÁ„o de anticorpos, atravÈs de tÈcnicas laboratoriais. Expressa a ocorrÍncia de uma doenÁa em uma populaÁ„o. Os indicadores s„o as taxas de incidÍncia e prevalÍncia. … a medida de frequÍncia de Ûbitos em uma populaÁ„o durante um determinado perÌodo, normalmente um ano. Organismo que, vivendo normalmente como comensal ou de vida livre, passa a atuar como parasito. Geralmente coincidindo com uma diminuiÁ„o da resistÍncia natural do hospedeiro. Epidemia que alcanÁa grandes extensıes geogr·ficas, de forma quase simult‚nea ou com deslocamento†de um continente a outro. Capacidade de um agente biolÛgico de produzir doenÁa em um hospedeiro suscetÌvel. Pessoa ou animal infectado que alberga um agente infeccioso especÌfico de uma doenÁa, sem apresentar sintomas clÌnicos desta, e que constitui fonte potencial de infecÁ„o. N˙mero de casos existentes em um determinado momento, em uma populaÁ„o definida. Intervalo de tempo entre os primeiros sintomas da doenÁa e o inÌcio dos sinais ou sintomas caracterÌsticos da doenÁa a qual se pode estabelecer o diagnÛstico.
PerÌodo de encubaÁ„o
InfestaÁ„o
Janela imunolÛgica
Mortalidade
Morbidade
Oportunista
Patogenicidade
Pandemias
Portador
PerÌodo ProdrÙmico
Taxa de prevalÍncia
