onde estão os vírus? - inicial — ufrgs · the foundations of medical and veterinary virology:...
TRANSCRIPT
The Foundations of Medical
and Veterinary Virology:
Discoverers and Discoveries Inventors and Inventions
Developers and Technologies
Frederick A. Murphy
University of Texas Medical Branch
O que vamos ver neste módulo:
Um breve histórico da virologia
Onde estão os vírus na biosfera?
O que é um vírus?
Como são multiplicados e identificados?
Como são taxonomicamente agrupados?
O que acontece quando um vírus infecta uma célula?
O que acontece quando um vírus infecta um hospedeiro?
Alguns membros importantes de cada família
Algumas das principais viroses animais
Como é feito o diagnóstico de uma infecção viral?
Como prevenir doenças víricas?
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Prof. Paulo Michel Roehe
HISTÓRICO
-SÉCULO 10 AC: VARÍOLA (CHINA)
-HOLANDÊS VOADOR: FEBRE AMARELA
-RAIVA: DESDE OS TEMPOS DOS FARAÓS
“Em 14/05/1796, usando material com cowpox
da mão da ordenhadeira Sarah Nelmes,
Edward Jenner inoculou James Phipps, um
menino de 8 anos de idade. O menino contraiu
cowpox e recuperou-se rapidamente.
No dia 1o de Julho, o menino foi inoculado com
Varíola, e não desenvolveu a doença.....”
1796 E Jenner application of cowpox virus for vaccination against smallpox
Cartoon by
James Gillray,
published in
1801,
depicting
Edward
Jenner at the
Smallpox
Inoculation
Hospital,
St. Pancras,
London,
vaccinating
the populace
with cowpox,
which
(according to
the original
caption) had
’wonderful
effects!’
Organização Mundial de Saúde
Em 1980:
Declara erradicada a varíola
(mas a ameaça terrorista persiste...)
John Hunter (1728-1793)
1793-
1879
J Hunter, G Zinke, W Youatt, P-V
Galtier
beginnings of experimental pathology—experiments to
determine the mode of rabies transmission; inoculation of dogs
and rabbits with saliva from rabid dogs and humans, serial
observations, excision of entry site
Pierre-Victor Galtier
(1846-1908)
In 1793, John Hunter (1754-1809) and Samuel Argent
Bardsley (1764-1851) each published papers
suggesting experiments to determine the mode of
rabies transmission, including the inoculation of
dogs and other species with saliva from rabid dogs
and even from “an hydrophobic human patient.” The
inoculated animals were to be observed, recording
progress of the disease, and of the length of time
beyond which excision of the tissue around the
inoculation site could not longer prevent
development of the disease.
In 1804, Georg Gottfried Zinke (d. 1813), carried out
all the experiments suggested by Hunter except for
using saliva from a human patient – he successfully
produced rabies in healthy dogs, cats and rabbits by
inoculating saliva from rabid dogs. The experiment
with saliva from a human case was carried out in
1821 by François Magendie (1783-1855). At the same
time William Youatt (1776-1847) showed that the
rabbit was a particularly useful experimental animal.
In 1879, Pierre-Victor Galtier (1846-1908), professor at
the Ecole Vétérinaire de Lyon, reintroduced the rabbit
into rabies research – he transmitted rabies to rabbits
and from rabbit to rabbit. Pasteur was aware of the
work of Galtier before he started his work on rabies
in 1880 – he had visited Lyon, where Chauveau had
introduced him to Galtier’s publications. Galtier
received many honors for his work and was
nominated for a Nobel Prize in 1908, but he died a few
months before the Nobel Commission decision.
Abstracted from the historic research of Lise
Wilkinson
Louis Pasteur
A primeira
vacina contra
a raiva:
Suspensões de
medulas de
coelhos
(gradualmente
menos
dessecadas a 37°C)
inoculadas
após a
exposição
(mordedura)
1903 A Negri discovery of the rabies inclusion body—Negri body
Negri body
Purkinje cell
human brain
Adelchi Negri (1876-1912)
The report by Negri in 1903
immediately stimulated a
scientific debate. Some
months after Negri’s
discovery, Alfonso di Vestea
in Naples, and Paul Remlinger
and Riffat Bey in
Constantinople, showed that
the etiologic agent of rabies
was a filterable agent.
A Raiva hoje em nosso meio:
Último caso de raiva humana: em 1981
Raiva canina eliminada da região Sul há mais de 20 anos.
Porém, ainda endêmica em cães em outras regiões do Brasil
Raiva em morcegos hematófagos e não hematófagos continua endêmica
em todo o Brasil.
Histórico
Loeffler & Frösch (1898): Febre Aftosa
Beijerinck (1899) : Vírus do Mosaico
do Fumo
Beijerinck (“pai da virologia”):
Transmissão da infecção com filtrados:
“Humores malignos”
“contagium vividum fluidum”
Chamberland Candles (filters)
1884 C Chamberland development of the Chamberland-Pasteur unglazed porcelain
ultra-filter and the autoclave
Conquerors of Yellow
Fever by Dean Cornwell,
from the series Pioneers
of American Medicine.
Walter Reed and Carlos
Finlay looking on
as Jesse Lazear exposes
James Carroll to an
infected mosquito
1900 W Reed, J Carroll, A Agramonte, J
Lazear, C Finlay
discovery of yellow fever virus (the first human virus, the first
arbovirus, the first flavivirus) and its transmission cycle
Cases mosquito inoculation 1900
1 James Carroll Aug 31
2 xx Sept 5
3 Jesse W. Lazear Sept 18
4 John R. Kissinger Dec 8
Antonio Benino Dec 13
5 Spanish Immigrant Oct. 26
6 Becente Presedo Dec 12
7 Niconar Fernandez Dec 13
8 John J. Moran Dec 25
9 Jose Martinez Fernandez Jan 3
Blood inoculations 1901
10 Warren G. Jerunegan Jan 8
11 William Olsen Jan 11
Wallace Forbes Jan. 24
12 William Tamming Jan. 24
13 John H. Andrus Oct 26
Jan 28
Mosquito inoculations 1901
14 Levi E. Folk Oct. 28
Jan 23
15 Clyde L. West Oct. 27
James Hildebrand Feb 3
16 James L. Hanberry Oct 26
Feb 9
17 Char. G. Sontagg Oct. 28
Feb 10
Carrolls Experiments 1901
Pablo Ruis Castillo Sept. 19
18 P. R. C.- Spaniard -} Mosquito
19 Jacinto Mendez Alvarez Spaniard} Mosquito Oct 13
20 Manuel Gutierrez Moran Spaniard} blood injection Oct 21
21 P. Hamann 23 Bol } blood injection Oct 19
22 A.W. Covington} CA} blood injection
23 John R. Bullard} blood injection Oct 23
Volunteers
Camp Columbia
Cuba
1900-1901
The only woman volunteer.
After experimental mosquito exposure she
developed severe yellow fever and died.
Her death in 1901 led to a public outcry
that ended human experimentation.
Clara Maass was the first nurse honored with an
American stamp (issued in 1976).
1900 W Reed, J Carroll, A Agramonte, J
Lazear, C Finlay
discovery of yellow fever virus (the first human virus, the first
arbovirus, the first flavivirus) and its transmission cycle
Clara Louise Maass
HISTÓRICO
-Ellerman & Bang (1908):
transmissão da leucose das aves
-Rous (1911):
sarcoma das aves
-Stanley (1935):
cristalização (vírus do
mosaico do fumo)
-Microscopia eletronica (Max Knott and Ernst Ruska, 1931)
In 1983 avian influenza virus (H5N2) (fowl plague virus)
appeared in Pennsylvania, killing 17 million chickens, and
costing more than $65M. The same kind of mutation to
virulence occurred in the commercial broiler industry of
Mexico in the 1990s and in Asia from 1995 onward.
1901 E Centanni, E Savonuzzi, A Lode, J
Gruber
discovery of fowl plague virus (avian influenza virus, the first
orthomyxovirus)
from R. G. Webster
Em 1947 Jonas Salk foi nomeado chefe da pesquisa em vírus na University of Pittsburgh.
Começou a trabalhar como vírus da polio. Para começar, ele tinha que examinar 125
amostras de vírus. Ele descobriu que eles consistiam basicamente três tipos distintos, e
que uma vacina deveria incluir estes tipos para proteger contra todas as amostras do vírus.
Um dos maiores problemas à época era produzir vírus suficiente para preparar a vacina.
Em 1948 J.F. Enders, T.H. Weller e F.C. Robbins) multiplicaram o virus em pedaços de
tecidos, sem a necessidade de um organismo intacto, como embriões de galinha.
Bactérias freqüentemente contaminavam os tecidos,
mas a equipe de Enders experimentou a penicilina–
descoberta 20 anos antes por Alexander Fleming
e desenvolvida nos 1940s por Ernst Chain and
Howard Florey – capaz de evitar o crescimento
bacteriano.
A partir daí vírus como o do sarampo e da polio
puderam ser multiplicados em grandes quantidades.
Esta equipe ganhou o Prêmio Nobel de 1954 de
fisiologia/medicina.
Fonte: http://www.pbs.org/wgbh/aso/databank/entries/dm52sa.html
Jonas Salk e a vacina contra a poliomielite (1952)
\
EXISTEM VÍRUS EM TODAS AS ESPÉCIES
QUE TEM CÉLULAS! (e a imensa maioria deles não são patogênicos!)
_______________ BACTÉRIAS PLANTAS ANIMAIS _______________
Mas, afinal, o que é um vírus?
Vírus: definição Microorganismos que se multiplicam - dentro de células vivas, -usam ( em maior ou menor grau) o sistema de síntese das células; - induzem a síntese de ácido nucléico viral e proteínas capazes de auxiliá-los a infectar novas células.
- Seu único objetivo é perpetuar-se na natureza; - A maioria não causa doença; - Alguns são claramente benéficos! - Transferem genes entre espécies!
Propriedades dos VÍRUS em comparação com
outros microorganismos
MULTIPLICAÇÃO DNA
SENSIBILIDADE A:
EM DIVISÃO + _________________
MEIO NÃO VIVO BINÁRIA RNA RIBOSSOMOS ANTIBIÓT. IFN
_________________________________________________________________
Bactéria + + + + + -
Mycoplasma + + + + + -
Rickettsia - + + + + -
Clamídia - + + + + +
Vírus - - - - - + ______________________________________________
Medidas comuns em virologia
Micron () = 1/1 000 mm (10-3 mm)
Nanômetro (nm) = 1/1 000 000 mm (10-6 mm)
Ângstrom (Å) = 1/ 10 000 000 mm (10-7 mm)
Dalton (Da, D, KDa)= 1,66 x 10 –24 g
Tamanho dos vírus: de 15 a 300 nm
Exceção: Ebola => até 14 000 nm
300 nm
O QUE É UM “VÍRION” ?
É UMA PARTÍCULA VIRAL
COMPLETA,
sinônimo de:
UMA PARTÍCULA VIRAL
INFECCIOSA
UM VíRION de ADENOVÍRUS)
ESTRUTURA
DOS VÍRUS
Núcleo (é o genoma)
Capsídeo (composto por capsômeros)
Alguns vírus tem ainda:
Envelope (derivado de membranas,
com proteínas codificadas pelo vírus)
Genomas virais DNA RNA
Fita simples (fs) (“single stranded”)
Fita dupla (fd) (“double stranded”)
Circular
Polaridade positiva (+) ou negativa (-)
Segmentado
Dupla fita, segmentado
fita simples
DNA
fita dupla (todos os demais)
Os genomas virais
herpesvírus
Circovírus (TTV) Parvovírus (B19)
adenovírus
Os genomas virais de RNA
fita simples
RNA
fita dupla
ebola RSV
rotavírus reovírus
Raiva Ebola Vírus respiratório
sincicial
( a maioria)
(poucos)
GENOMAS DE RNA
Genomas de RNA de fita
positiva e negativa:
positiva: aug gca cga
met ala arg
negativa: uac cgu gcu
picorna
raiva
GENOMAS DE RNA
polaridade positiva:
são capazes de sintetizar proteínas a partir
de seu genoma, que é igual ao mRNA !
polaridade negativa:
necessitam sintetizar seu mRNA para
depois poder sintetizar proteínas !
Genomas virais
Ácido Nucléico
DNA
RNA
Fita dupla
Positiva
Negativa
RNA DNA
Fita simples
Fita dupla
Fita simples
Alguns genomas de RNA tem
“Cap”, assim como o mRNA !
HN 2
N
OH OH
O
N N
N
CH 3
O
CH 2 O P O P O P O CH 2
O O O
O -
O -
O -
7 - metil
guanosina
Ponte Trifosfato
BASE O
BASE O
BASE O
P O CH 2
O
O -
O
P O CH 2
O
O -
O
O CH 3
O CH 3
P O OH
Outros genomas de RNA virais tem cauda
de poli-A como os mRNAs ! Cap A n
m7Gppp Nm (Nm) N AAAAAAA OH
( Poly A) HN 2
N
OH OH
O -
N N
N
CH 3
O
CH 2 O P O P O P O CH 2
O O O
O -
O -
O -
7 - methyl guanosine
Triphosphate bridge
BASE O
BASE O
BASE O
P O CH 2
O
O -
O
P O CH 2
O
O -
O
O CH 3
O CH 3
P O OH
Alguns vírus fazem transcrição reversa
Vírus com transcriptase reversa
Retroviridae
Hepadnaviridae
Imunodeficiencia humana (HIV)
imunodeficiencia bovina,
imunodeficiência felina
Leucose dos bovinos e das aves
Visna/maedi, Artrite-encefalite caprina
Hepatite B
FUNÇÕES DO CAPSÍDEO
Empacotamento
Proteção do ácido nucléico (AN)
Transporte do AN p/outras
células
Fornece a especificidade para a
adsorção
Simetria helicoidal (rhabdo, orthomyxo, paramyxo)
Influenza (segmentado)
Raiva (não segmentado)
Vírus respiratório sincicial
(não segmentado)
(Podem ser segmentados ou não)
Ebola
(não segmentado)
Algumas formas
(Obs: a forma não necessariamente reflete a simetria do nucleocapsídeo!)
adenovírus
nucleocapsídeo
de paramixovírus
parvovírus papilomavírus
100 nm
Membrana da célula hospedeira
Bicamada
Lipídica
PROTEINAS CELULARES
+ +
+ + +
-
-
- -
+ +
+ + -
+ + +
+ +
+
+ +
+ +
+
-
- -
- - -
- -
-
- - -
- - -
+ - - +
+
+
-
PEPLôMEROS (Frequentemente são glicosilados, i.é., são glicoproteínas )
PROTEÍNA
CADEIA LATERAL DE
CARBOHIDRATO
Ligação nas proteínas
do capsídeo
COOH
ENVELOPE VIRAL
BICAMADA
LIPÍDICA
Proteínas estruturais e
não-estruturais
O quê as proteínas virais fazem?
Protegem o ácido nucléico
Ligam-se a receptores nas células
Penetram na membrana celular
Ajudam a replicar o ácido nucléico (alguns)
Começam o programa de replicação(alguns)
Modificam a célula hospedeira (alguns)