Vírus

VÍRUSVÍRUS

CORPÚSCULOS DE INCLUSÃO

Antes que fosse possível estudar a morfologia dos vírus no microscópio eletrônico, os pesquisadores tinham observado estruturas intracelulares (corpúsculos de inclusão) associados às infecções por vírus.

CORPÚSCULOS DE INCLUSÃO

São partículas arredondadas no citoplasma ou núcleo de células infectadas por vírus.

Sabe-se atualmente, que estes corpúsculos representam agregados ou colônias de vírus, contendo subunidades virais imaturas e vírus inteiros.

CORPÚSCULOS DE INCLUSÃO Podem ser:

1. Citoplasmáticos:

Varíola (Corpúsculo de GUARNIERE), Raiva (Corpúsculo de NEGRI).

2. Nucleares:

Varicela, herpes, etc.

Podem ser encontradas inclusões citoplasmáticas e nucleares, na mesma célula, em casos de infecções múltiplas.

VIRÓIDES, VIRUSÓIDES E PRIONS

Mais recentemente foram descobertos outros três elementos responsáveis por doenças em plantas, animais e seres humanos, de constituição ainda mais simples:

Os Viróides, compostos apenas por RNA;

Os virusóides, constituídos por uma molécula de RNA envolta por uma estrutura protéica;

Os prions, que são de natureza protéica.

Estes elementos têm sido estudados dentro da virologia devido não só a semelhanças de composição e estrutura (viróides e virusóides), mas também por serem agentes de doenças que, até então, haviam sido consideradas decorrentes de ação viral (viróide, virusóides e prions).

VIRÓIDES Foram tentativas de identificação de

uma doença da batata, supostamente de natureza viral, que levaram à descoberta de que o elemento responsável por aquela patologia vegetal não era mais do que RNA livre de dimensões muito inferiores às dos menores genomas virais (P.M. +/- 1,3 x105) e que por si só, sem participação de um vírus auxiliar, era capaz de duplicar-se em células suscetíveis.

Os viróides são partículas de RNA, destituídas de proteínas que (até o presente momento, só foram encontradas em plantas).

No entanto considerando-se os princípios unificadores da biologia, é muito provável que venham a ser descobertos também no reino animal.

Quanto a origem dos viróides, há diversas teorias.

É possível que os viróides tenham surgido (uma das teorias) do material genético do hospedeiro por circulação de determinadas seqüências do genoma celular, conhecidas por íntrons, que teriam escapado à degradação enzimática e adquirido uma individualidade estável.

São moléculas circulares, de fita simples, compostas de 240-370 nucleotídeos e intimamente associadas aos nucléolos das células infectadas, formando complexos com determinadas proteínas destas estruturas nucleares (histonas).

Desconhece-se o mecanismo pelo qual os viróides ocasionam, nas plantas infectadas, as alterações macroscópicas típicas observadas em certas espécies.

A principal característica que distingue os virusóides dos vírus é a presença de RNA de fita simples como único componente.

A transmissão dos viróides é semelhante à do vírus:

Inoculação mecânica, propagação através de sementes e pólen, quanto a transmissão por insetos e nematóides que são da maior importância na disseminação dos vírus, não foram confirmados na transmissão de viróides.

VIRUSÓIDES

Existe um segundo grupo de elementos constituídos de RNA de fita simples associado a doenças de plantas, que difere dos viróides por duas características básicas:

Sua multiplicação depende da presença de um vírus auxiliar e seu genoma está encapsidado em uma estrutura protéica codificada por aquele.

Todavia possuem também características comuns aos viróides, como o RNA circular com 340-328 nucleotídeos.

Estes elementos receberam a denominação de virusóides.

PRIONS

Pequenas partículas infecciosas protéicas, resistem a inativação por processos que alteram os ácidos nucléicos.

Estes parecem não estar presentes, todavia ainda não foi descartada a possibilidade de, no interior do prion, existir um oligonucleotídeo.

De qualquer modo, mesmo que tal complexo exista, não há a condições para a codificação da proteína, o que é certamente um caráter que distingue os prions dos vírus.

O termo prion deriva das palavras proteínico e infeccioso, por ter sido uma proteína a primeira macromolécula a ser identificada no agente infeccioso de uma doença que acomete ovinos e caprinos, conhecida pelo nome scrapie.

Os prions parecem constituir, assim, uma exceção ao princípio biológico fundamental de que os ácidos nucléicos seriam os elementos mínimos de caracterização da identidade e vitalidade dos seres.

Algumas hipóteses foram formuladas para explicar o processo de multiplicação dos prions:Uma delas considera que os prions são verdadeiros vírus de genoma RNA ou DNA;

Outra considera que a proteína dos prions é codificada pelo genoma do hospedeiro;

Finalmente, uma terceira hipótese admite que é possível violar o dogma fundamental da biologia molecular, aceitando-se que a proteína de prion (PrP) poderia servir de molde para sua própria síntese, ou, por tradução reversa, poderia gerar um ácido nucléico, usando a seqüência de seus aminoácidos.

Conhece-se atualmente algumas doenças cuja etiologia está relacionada com prions e que podem ser geneticamente designadas por encefalopatias espongiformes subagudas transmissíveis, ou doenças ocasionadas por vírus “lentos”não-convencionais.

Doenças que atingem animais:

• Scrapie: ovinos e caprinos

• Encefalopatia espongiforme bovina (BSE-Bovine Spongiform Encephalopathy): Doença da vaca louca

Doenças que atingem o homem:

• Doença de Creutzfeld-Jacob (CJD).

• Insônia Familiar Fatal (FFI-Fatal familial Insomnia).

• Kuru - doença que atinge o homem, causada provavelmente por um prion é transmitida por canibalismo ( em tribos Fore da Nova Guiné).

Todos esses quadros clínicos têm características comuns, como localização no sistema nervoso, período de incubação prolongado, de vários meses até décadas, e evolução clínica fatal.

CULTIVO DOS VÍRUS:

1) Inoculação em animal sensível. Ex. raiva, cão.

2) Cultivo em ovos embrionados (galinha ou pata) na cavidade alantóide, na cavidade amniótica e no saco vitelínico.

Utilizado principalmente para produção de vacina, porque é um método barato e bem estabelecido.

3) Cultivo em células - tecidos. Culturas de células primárias ou de linhagemcontínua (carcinoma uterino humano).

RECONHECIMENTO MOLECULAR

• Moléculas biológicas, interagem pelo reconhecimento e ligação com outra célula de uma maneira específica.

• Receptores/Sítios de ligação (estão presentes na célula) e Ligantes(presentes no vírus).

• Os vírus, infectam células hospedeiras específicas, reproduzem-se e infectam outras células (Ex. o bacteriófago lamba ataca apenas células que contêm açucar maltose).

O ciclo geral de todos os vírus é exemplificado pelo ciclo dos bacteriófagos.

A base principal da infecção viral de uma dada célula é que se uma superfície celular contiver receptor para que o vírus "ancore", este pode ligar-se.

BACTERIÓFAGO:

1. Cabeça: Onde está contido o cerne de ácido nucléico (DNA na maioria dos bacteriófagos, alguns possuem RNA) e um capsídio proteíco.

2. Cauda:

Tubular oco, com uma bainha de filamentos espiralados de proteína contrátil e uma placa basal a qual se ligam prolongamento (fibras da cauda).

3. Fibras da cauda:

Saem da placa basal e nestas fibras, existem regiões protéicas específicas de ligação (ancoragem) do bacteriófago com a células hospedeira.

Bacteriófago T4. Este é um dos vírus mais complexos, sendo um

fago de E. coli e tem sido o tipo de bacteriófago mais estudado.

MECANISMO DE INFECÇÃO DO VÍRUS:

Para fins didáticos o mecanismo de infecção dos vírus é dividido basicamente em 5 etapas:

1) Adsorção - ligação do vírus com a célula hospedeira.

2) Penetração e Desnudamento - Injeção do ácido nucléico dentro do citoplasma.

3) Período de Eclipse: Não há qualquer evidência de multiplicação.

4) Replicação e Biossíntese – Multiplicação e dos componentes virais.

4.1)Ciclo de vida dos fagos:

4.1.1 - Ciclo Lítico

4.1.2 - Ciclo Lisogênico

5) Liberação - do vírus completo da célula hospedeira

MECANISMO DE INFECÇÃO FÁGICA (Bacteriófago):

Adsorção (Ancoragem) e Penetração.

O fago liga-se aos sítios dos receptores celulares do hospedeiro via proteínas localizadas no final das fibras da cauda.

Uma vez ligado à célula, uma enzima viral da cauda perfura a parede celular, e a cauda penetra injetando o DNA dentro do citoplasma.

No caso do fago o envoltório protéico fica do lado de fora, mas com células eucarióticas o vírus todo pode penetrar no citoplasma.

Adsorção e injeção do material genético dentro da bactéria

Síntese de Componentes Virais

Uma vez dentro da célula hospedeira, o genoma viral aproveita o metabolismo do hospedeiro, convertendo-o inteiramente para seus próprios fins.

O ácido nucleico viral é transcrito e tranduzido e as várias proteínas virais, enzimas ou componentes estruturais, também são sintetizados para os novos vírus. Em muitos fagos o ciclo do vírus do início da infecção a lise leva apenas 20 a 40 minutos.

Maturação e liberação do fago

Os vários componentes virais são REUNIDOS formando novos fagos.

O processo é ORDENADO de forma que cada componente seja adicionado na seqüência correta.

Enzimas são produzidas causando lise da célula (ciclo lítico) e liberando novos vírus no ambiente.

Final da multiplicação dos vírus leva a lise celular no ciclo lítico

No ciclo lisogênico não ocorre lise celular.

O DNA do vírus se incorpora ao DNA do hospedeiro tornando-se um gene no cromossoma bacteriano como profago.

Este é transmitido a sucessivas gerações junto com o material genético da bactéria.

As vezes, o DNA do profago é removido do cromossomo que entra no ciclo lítico.

CICLO DE VIDA DOS VÍRUS EUCARIÓTICOS

Os ciclos de vida dos vírus envelopados, pode ser por fusão do envelope com a membrana citoplasmática e conseqüente infecção da célula.

Outros vírus envelopados podem ser endocitados com formação de vesícula dentro da célula e esta vesícula por sua vez funde-se a carioteca liberando o material genético do vírus para o núcleo da célula, para que ocorra a multiplicação viral.

E a maioria daqueles vírus denominados não envelopados (vírus nus), penetra nas células também por endocitose com formação de vesículas.

Ligação do vírus e célula via ligantes e receptor, respectivamente com

conseqüente fusão do envelope com a membrana citoplasmática

Maturação e liberação do vírus pela membrana citoplasmática. Esta figura

mostra um novo vírus envelopado adquirindo o envelope da membrana da célula

hospedeira. Note a inclusão de proteínas no envelope.

VÍRUS E TUMORES

É possível demonstrar a ocorrência de alterações dos ácidos nucléicos, tanto in vivo como in vitro, pela interação de compostos hidrocarbonados policíclicos aromáticos e vírus não-tumorais (influenza e enterovírus), no entanto estas observações não nos permitem concluir o possível papel destes vírus na carcinogênese.

Câncer – é o resultado da proliferação de uma célula ou clone de células que escapam, por causas múltiplas, ao controle normal.

A verdadeira anomalia que ocorre no processo neoplásico não incide na forma de crescer ou de divisão celular da célula, mas na perda dos mecanismos de auto–regulação da reprodução celular por modificação qualitativa do DNA celular.

A perda dos mecanismos de auto – regulação da reprodução celular pode ser desenvolvida, tanto pela ação do vírus DNA, quanto do vírus RNA.

No caso do vírus DNA numa infecção celular pode resultar em interação lítica (crescimento vegetativo das partículas virais com lise celular) ou a uma interação latente (incorporação direta do DNA viral ao genoma celular com transformação maligna da célula), predominando um ou outro processo.

De um modo geral, os vírus DNA, dificilmente são isoláveis dos tumores que ocasionam.

A ação dos vírus tumorais RNA podem levar a interação lítica, interação latente (com aparecimento de partículas virais), interação integrativa (crescimento do vírus, sem lise celular e sem evidenciação de partículas virais, mas com expressão dos antígenos da cápside).

Para que o genoma viral seja integrado ao genoma celular, com transformação maligna, são necessários dois processos preliminares, um deles desencadeado por uma DNA polimerase RNA-dependente (transcriptase reversa), que transcreve RNA em DNA complementar simples DNAc) e o outro, por uma DNA polimerase DNA-dependente que duplica o DNA complementar (provírus) possibilitando sua incorporação ao genoma celular.

Os vírus RNA podem ser obtidos, com facilidade, da maioria dos tumores que ocasionam. Não são conhecidos os processos que levam o provírus a operar a transformação maligna da célula.

Sabe-se que alguns retrovírus possuem a capacidade de ocasionar em poucas semanas o aparecimento de tumores malignos em animais de laboratório enquanto que outros retrovírus demoram meses a anos.

Os retrovírus possuem três genes essencais a sua multiplicação: o gene “gag”, grupo específico, que codofica as proteínas da nucleocápside, o gene “pol”, que codifica a transcriptase reversa e o gene “env”, que codifica as proteínas do envoltório viral.

Existem retrovírus que além desses genes possuem um gene com a capacidade de transformação maligna das células infectadas, este é o oncogene, ou gene “V-onc”.

Os oncogenes são genes com potencial tumorigênico e foram inicialmente descritos nos retrovírus, embora não sejam de sua exclusiva propriedade. Conhecem-se 29 -“V-onc”, a maioria dos quais codifica proteína-cinase, ou enzimas de fosforilação.

QUESTÕES:1- Como você define prion? Diferencie este

de vírus, viróide e virusóide de forma sucinta, dando exemplos de doenças que estes elementos acometem.

2 – Enumere as teorias sobre a multiplicação dos prions.

3 - O que diferencia um vírus encapsulado de um não encapsulado.

4 - Descreva um tipo de bacteriófago e cite em qual dos grupos anteriores, estes fagos estão englobados?

5- O que faz um vírus ter a capacidade de desenvolver câncer?

6- Descreva os vírus oncogênicos. Dê exemplos de doenças malignas.