VIROLOGIA BБSICA E CLНNICA

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VIROLOGIA BÁSICA E CLÍNICA
Profa. Coordenadora Célia Regina Monte Barardi
cbarardi_at_ccb.ufsc.br MIP, CCB, 3 andar sala
311 www.lvapli.ufsc.br Professores
colaboradores Cláudia Maria Oliveira Simões
CIF/CCS Aguinaldo Roberto Pinto MIP/CCB Carlos
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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Livro Texto CAPA Brochura Guanabara
Koogan ISBN 9788527707152 268 páginas
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ESTRUTURA DO CURSO

• Introdução à Virologia
• Estrutura e classificação viral
• Virologia básica
• Virologia clínica

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CRONOGRAMA 2007-2
10/08) Classificação e nomenclatura, estrutura e
composição dos vírus (2T) Célia 17/08)
Estratégias de replicação dos vírus DNA e RNA
(2T) Célia 24/08) Vírus do sarampo, caxumba e
rubéola (2T) Célia 31/08) AULA DUPLA Vírus
oncogênicos (2T) Aguinaldo Vírus da
imunodeficiência humana (2T) Aguinaldo 07/09)
Feriado Nacional 14/09 AULA DUPLA Vírus da
Influenza, parainfluenza, vírus respiratório
sincicial (2T) Célia Arbovírus (2T)
Célia 21/09) Vírus herpéticos (2T) Cláudia 28/09)
Rinovírus e Coronavírus causadores de infecções
respiratórias (2T) Cláudia 05/10) I
avaliação 12/10) Feriado Nacional 19/10) AULA
DUPLA Vírus causadores de gastroenterites
rotavírus, astrovírus e norovírus (2T) Célia
Adenovírus e as múltiplas doenças por ele
causadas (2T) Célia 26/10) Vírus Rábico (2T)
Zanetti 02/11) Feriado Nacional 09/11) AULA
DUPLA Vírus das hepatites A, B, C, D e E (4T)
Cláudia 16/11) Feriado Nacional 23/11)
Interações vírus-hospedeiro e evasão da resposta
imune (2T) Zanetti 30/11) Tratamento das
infecções virais (2T) Cláudia 07/12) II
avaliação (data a definir) Provas de segunda
chamada para alunos que perderam provas
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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
• 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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SÉCULO XIX A.C.
Faraó Ramsés V com seqüelas de varíola na face
Cidadão do povo retratado com seqüela de
poliomielite
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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.
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1915 Félix dHerelle descobriu pontos de lise
em culturas de bactérias causadoras de
desinterites denominando estes pontos de de
placas. Os agentes causaores das placas foram
por ele denominados bacteriófagos,
conseguindo ainda definir suas propriedades
lítica e lisogênica. É considerado o pai da
Virologia Moderna
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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. 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???
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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.

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• 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
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• 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 demonstraram que as
  enzimas responsáveis pela replicação do DNA em
  eucariontes tem provavelmente origem viral.

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• 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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• Organização hierárquica dos vírus segundo o
  International Committee on Taxonomy of Viruses
  (ICTV)
• Ordem (Mononegavirale, Nidovirale e Caudovirale)
• Família(Poxviridae, Herpesviridae, Parvoviridae,
  Paramyxoviridae, etc)
• Subfamília sufixo virinaes
• Gênero sufixo vírus
• Espécie vírus
• (ainda....subespécies, estirpes, variantes,
  grupos e subgrupos)

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Exemplos de nomenclaturas Família Poxviridae,
Subfamília Chordopoxvirinae, Gênero
Orthopoxvírus, Espécie Vaccinia vírus Família
Picornaviridae, Gênero Enterovírus, Espécie
Poliovírus 1
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VIROLOGIA DEFINIÇÃO DE TERMOS

• partícula viral completa e infecciosa virion
• Proteínas que revestem o genoma viral capsídeo
• capsídeo genoma nucleocapsídeo
• Alguns vírus podem conter ainda um envelope com
  proteínas associadas
• Envelope Natureza glicolipídica, derivado da
  célula hospedeira e com proteínas associadas

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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

• RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR
• 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

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RECEPTORES DE SUPERFÍCIE CELULAR PERMITEM A
ENTRADA DO VÍRUS NA CÉLULA
CITOPLASMA
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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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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 FREQÜENTES
• 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

• 20 triângulos equiláteros (faces)
• 12 vértices (icoságono)

http//www.tulane.edu/dmsander/WWW/Video/Video.ht
ml
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SIMETRIA ICOSAHEDRICA
Forma icosaédrica mais simples cada face do
icoságono é construída por 3 subunidades
estruturais ou protômeros com 60 subunidades
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SIMETRIA ICOSAHEDRICA
PENTON
3 protômeros agrupados capsômero
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Ex Adenovirus
Subunidades de capsômeros em grupos de 6 hexons
ou hexâmeros Subunidades agrupadas nos
vérticespentons ou pentâmeros
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Simetria Helíptica ou Helicoidal

• Comprimento controlado pelo ácido nucleico
• A hélice pode ser rígida ou flexível com formato
  de cilindro ou tubo

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(No Transcript)
43
(No Transcript)
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Ex VIRUS DO MOSAICO DO TABACO
nucleic acid
protein
adapted from Klug and Caspar Adv. Virus Res.
7225
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SIMETRIA COMPLEXA
Ex FAMÍLIA POXVÍRUS
Bacteriófago T4
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ENVELOPE

• OBTIDOS PELO BROTAMENTO ATRAVÉS DA MEMBRANA
  CELULAR OU NUCLEAR
• NATUREZA GLICOLIPÍDICA
• POSSIBILIDADE DE DEIXAR A CÉLULA SEM MATÁ-LA
  (BROTAMENTO)
• 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
nucleocapsid
icosahedral nucleocapsid
lipid bilayer
ICOSAHEDRICO ENVELOPADO
ICOSAHEDRICO
helical nucleocapsid
COMPLEXO
nucleocapsid
lipid bilayer
glycoprotein spikes peplomers
HELÍPTICO
HELÍPTICO ENVELOPADO
Adapted from Schaechter et al., Mechanisms of
Microbial Disease
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CLASSIFICAÇÃO DO CAPSÍDEO

• simetria
• icosahédrica, helíptica ou complexa?
• envelopado ou não-envelopado?
• número de capsômeros?

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CLASSIFICAÇÃO DOS ÁCIDOS NUCLEICOS VIRAIS

• RNA ou DNA?
• segmentado ou não-segmentado?
• linear ou circular?
• simples-fita ou dupla-fita?
• se simples-fita
• o genoma mRNA é senso () ou senso (-)?

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VIRUS DNA
DUPLA FITA
SIMPLES FITA
NÃO-ENVELOPADOS
ENVELOPADOS COMPLEXOS
PARVOVIRIDAE
POXVIRIDAE
ENVELOPADOS
NÃO-ENVELOPADOS
HERPESVIRIDAE
HEPADNAVIRIDAE
CIRCULARES
LINEARES
Todas as famílias mostradas são icosahedricas com
exceção dos poxviruses
PAPILLOMAVIRIDAE POLIOMAVIRIDAE
ADENOVIRIDAE
Modified from Volk et al., Essentials of Medical
Microbiology, 4th Ed. 1991
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VIRUS RNA
SIMPLES FITA
SIMPLES FITA
DUPLA-FITA
SENSO POSITIVO
SENSO NEGATIVO
ENVELOPADOS
NÃO-ENVELOPADOS
ENVELOPADOS
NÃO-ENVELOPADOS
HELIPTICOS
ICOSAHEDRICOS
HELIPTICOS
ICOSAHEDRICOS
ICOSAHEDRICOS
ORTHOMYXOVIRIDAE
FLAVIVIRIDAE
CORONAVIRIDAE
PICORNAVIRIDAE
REOVIRIDAE
PARAMYXOVIRIDAE
TOGAVIRIDAE
CALICIVIRIDAE
RHABDOVIRIDAE
RETROVIRIDAE
FILOVIRIDAE
BUNYAVIRIDAE
ARENAVIRIDAE
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.

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• 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.