Retrovírus
Fernanda Luz de Castro
Aluna de Mestrado do Programa de Pós-Graduação em
Microbiologia Agrícola e do Meio Ambiente.
Tópicos
• Características
• Classificação
• Retrovírus de importância na medicina veterinária
• Retrovírus de importância na área médica
• Retrovírus Endógenos (ERVs)
• Fatores de restrição
HIV
• Origem do HIV
• Resistência natural ao HIV
• Cura da infecção por HIV?
Características
• Principal característica: replicação viral que inclui
uma etapa de transcrição reversa e integração no
genoma do hospedeiro. Variabilidade!
Fonte: Adaptado de http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422003000300014&script=sci_arttext
Características
Transcrição Reversa
Características
Fonte: Flores, 2007
Características
Lentivírus de pequenos ruminantes (CAEV e MVV) X FIV X HIV
Fonte: Flores, 2007, Kenyon et al, 2011, http://www.yale.edu/bio243/HIV/genome.html
Classificação
Fonte: Flores, 2007.
Classificação
• Vírus da família Retroviridae de importância na
área médica:
• Deltaretrovirus: vírus da leucemia de células T
humano (HTLV-1 e 2)
• Lentivirus: Vírus da imunodeficiência humana 1 e
2 (HIV-1 e HIV-2)
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• Pequenos lentivírus de ruminantes (SRLV)
• MVV - vírus Maedi-Visna (1960)
• CAEV - Vírus da artrite-encefalite caprina
(1980)
• Similaridade genômica, antigênica e
apresentação da doença em ovinos e
caprinos. Principal forma de contaminação
é vertical – via colostro
• Transmissão horizontal: aerossóis
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• MVV (Maedi = Dispnéia, Visna =
definhamento)
• Foi caracterizado na Islândia, em ovinos que
apresentavam pneumonia progressiva e
encefalite degenerativa – foi erradicada após
sacrifício de milhares de animais
• No Brasil a situação é desconhecida, no
entanto, já foi detectado pelo menos um
isolado do Sul do país.
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
Fonte: http://www.territoriorural.com.br/EMBRAPA/EMBRAPA_TABULELEIROS_COSTEIROS/EMBRAPA_TABULEIROS-24.html
http://www.sciencephoto.com/media/248359/enlarge
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• CAEV
• Causa artrite (mais comum) e encefalite
• Afeta principalmente joelhos, levando a
dificuldade de locomoção e perda de peso
• Detectado em vários países, inclusive no
Brasil (Nordeste e Sudeste)
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
Corte histológico de
pulmão mostrando
imunoreatividade em um
macrófago aoveolar.
Fonte: http://www.vetnext.com/search.php?s=aandoening&id=73082753668%20112
http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0102-09352001000100003
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• Vírus da Adenomatose Pulmonar dos
Ovinos (causada pelo JSRV)
• JSRV (retrovírus de ovinos Jaagsiekte) –
Betaretrovirus
• Os animais doentes apresentavam-se como
se tivessem sido perseguidos ou caçados,
devido a dificuldade respiratória (Jaag =
caçar, siekte = doença)
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• JSRV
• Apresenta distribuição mundial, com
excessão da Austrália e da Islândia.
• No Brasil, ela é considerada enfermidade
de notificação obrigatória
• A transmissão parece ocorrer através de
contato direto e indireto com secreções do
trato respiratório e também pela saliva
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
Formação de tumores no
pulmão através da
transformação
neoplásica de células
epiteliais.
Células tumorais
produzem excesso de
muco.
Fonte: http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Jaagsiekte+Sheep+Retrovirus&lang=1
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• JSRV
• Como não há resposta humoral detectável,
o diagnóstico deve basear-se nos sinais
clínicos das fases avançadas, ou detecção
de ácidos nucleicos por PCR
• Controle: isolamento de animais doentes
ou descarte de animais positivos
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• Vírus da Leucose Aviária
• Alfaretrovírus, descrito pela primeira vez
em 1908
• Causador de anomalias e neoplasias no
sistema hematopoiético em aves
• Diagnóstico é geralmente realizado na
necropsia, mas podem ser usados testes
sorológicos e também PCR.
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• Vírus da Leucose Aviária
• A transmissão ocorre de duas formas
principais:
• Vertical: por transferência congênita do
vírus infeccioso e por transmissão genética
(integração do provírus nos cromossomos
dos gametas)
• Horizontal: saliva (alta densidade
populacional em granjas)
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• Vírus da Leucose
Aviária
• Ocorre durante
a maturidade
sexual,
resultando em
perdas
econômicas
significativas
Fonte: http://www.capixabao.com/portal/img/noticias/2959_1.jpg
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• FIV – Vírus da Imunodeficiência felina
• O primeiro isolamento foi descrito em
1986, nos Estados Unidos
• A presença do vírus estava associada com
um quadro de imunodeficiência.
• Modelo animal para estudo da AIDS –
semelhante quadro de imunossupressão
(depleção de CD4 +, doenças oportunistas)
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• FIV
• Distribuição mundial, inclusive Brasil, e já
foi isolado de felinos selvagens
• Principal forma de transmissão é pelo
contato direto, através da saliva, pelas
mordidas durante as brigas entre animais
• Também pode ser transmitido via sêmen e
leite
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
Animal no último
estágio da doença:
“FAIDS”
Fonte: http://www.windyhollowvet.com/diseaseinfo.html, http://www.vm.a.u-tokyo.ac.jp/naika/naikahp/fiv/fiv_e.html
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• FIV
• Diagnóstico feito por testes sorológicos e
detecção de provírus por PCR
• Medida de controle: Separação dos animais
infectados, diminuição do acesso deles às
ruas
• Vacinas em fase experimental
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• FeLV - Vírus da leucemia felina
• Gênero Gammaretrovirus
• Transmissão através de saliva durante
brigas, como FIV
• Imunodeficiência e tumores (linfomas,
leucemias), além de anemias e falhas
reprodutivas
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
• FeLV - Vírus da leucemia felina
• A infecção pelo FeLV possui distribuição
mundial, com maior prevalência em locais
com grande densidade de felinos
• Gatis: 33%
• População geral de gatos: 1%
Retrovírus de importância na
medicina veterinária
Vacinas preparadas
com o vírus inativado e
vacinas recombinantes
são disponíveis. Alta
redução (70%).
Pupilas irregulares:
uma das manifestações
possíveis da doença.
Fonte: http://www.moorevet.com/Feline/FeLV.html
Retrovírus de importância na
área médica
• HTLV-1 (Vírus da Leucemia Humana de
células T tipo 1)
• Primeiro retrovírus que demonstrou causar
doenças em humanos, que pode ter sido
transmitido para humanos por macacos há
mais de 10 mil anos atrás
• Infecta principalmente células CD4+
Retrovírus de importância na
área médica
• HTLV-1 (Vírus da Leucemia Humana de
células T tipo 1)
• Perturba a regulação das células T,
podendo levar a leucemia adulta de células
(2% - 3% dos infectados).
• Outras vezes leva a doenças inflamatórias
crônicas, como a Paraparesia Espástica
Tropical/Mielopatia associada ao HTLV1 (PET/MAH) (1% - 2% dos infectados)
Retrovírus de importância na
área médica
Fonte: http://en.wikipedia.org/wiki/File:HTLV-1_and_HIV-1_EM_8241_lores.jpg,
http://bloodjournal.hematologylibrary.org/content/115/9/1668/F1.small.gif
Retrovírus Endógenos (ERVs)
• Sequencias no genoma derivadas de infecções
virais antigas em mamíferos e outros vertebrados
• Provírus integrados são passados de geração em
geração
• Todos parecem ser defectivos
• Aproximadamente 8% do nosso genoma –
suspeita de envolvimento com doenças
(esquizofrenia – anticorpos contra HERVs
encontrados no soro)
Retrovírus Endógenos (ERVs)
• Evidências de respostas imunes contra HERVs em
indivíduos HIV positivos
• HIV induz a expressão de HERVs??
• Vacina tendo HERVs como alvo poderia eliminar
células infectadas pelo HIV?
Fatores de restrição
• Em adição as respostas imunes convencionais
• “Imunidade Intrínseca”
• Humanos e outros mamíferos
• Constitutiva ou induzida por Interferon
Fatores de restrição
• Três maiores classes:
• Família de proteínas APOBEC (APOBEC3G)
• TRIM5α
• Teterina
Fatores de restrição
Fonte: Kirchhoff, 2010.
Fatores de restrição
• APOBEC3G
• Foi o primeiro gene do hospedeiro identificado
como um inibidor do HIV-1 (2002)
• Citidina deaminase: age durante a transcrição
reversa, retirando grupamentos amina das
citidinas, as transformando em uridinas.
• Causa mutações G para A na fita complementar:
stop codons prematuros.
Fatores de restrição
Geração de
hipermutações
Fonte: modificado de http://aidscience.org/science/Science--KewalRamaniandCoffin301(5635)923Figure1.htm
Fatores de restrição
• TRIM5α
• Descoberta em 2004 com um importante
determinante da resistência ao HIV-1 em cultivo
celular.
• Ela se liga aos capsídeos nascentes no citoplasma
e os conduz ao desnudamento precoce.
Fatores de restrição
Fonte:http://www.cgl.ucsf.edu/home/goddard/temp/site-visit-nov2011/assemblies.html
Fatores de restrição
• Teterina
• Descoberta mais recentemente, em 2008
• Inibe a liberação das partículas virais produzidas
conectando os vírions maduros a superfície
celular
• Sua expressão é induzida por interferons do tipo I
Fatores de restrição
Fonte: http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1931312809001826
Fatores de restrição
• No entanto, HIV-1 e outros lentivirus
desenvolveram fatores para contra-ataque.
• Esses fatores virais são nomeados de “acessórios”
(permitem a replicação in vivo).
Fonte: http://www.yale.edu/bio243/HIV/genome.html
Fatores de restrição
• Fatores de escape do vírus
• TRIM5α X mutações de escape no capsídeo
• APOBEC3 X Vif
• Teterina X Vpu
• Fator desconhecido x Vpr (Vpx em HIV-2).
Fatores de restrição
Fonte: Kirchhoff, 2010.
Fatores de restrição
• Vif: Fator de Infectividade Viral
• Seu alvo intracelular, as proteínas da família
APOBEC3, em especial a APOBEC3G
• Na ausência de Vif, a APOBEC3G é incorporada
nos vírions e inibe a síntese do DNA viral durante
a transcrição reversa
• Vif serve como uma molécula adaptadora para
ligar um complexo ubiquitina ligase, gerando
poliubiquitinação e degradação via proteossomo.
Fatores de restrição
Fonte: Kirchhoff, 2010.
Fatores de restrição
• Vpu: Proteína Viral U
• Interage com os recém sintetizados CD4 no
retículo endoplasmático e recruta um complexo
de ubiquitina ligase que os marca para
degradação
• Interage com a teterina de uma forma muito
específica e leva o fator a degradação
proteosomal e/ou lisossomal
Fatores de restrição
Fonte: Kirchhoff, 2010.
Fatores de restrição
• Vpr: Proteína Viral R
• Múltiplas atividades de Vpr tem sido reportadas:
• Ativação do DNA proviral
• Interrupção do ciclo celular no ciclo G2
• Indução de apoptose
• Aumento da fidelidade da RT
• Vpx – Duplicação da Vpr (HIV-2)
• Ambos interagem com complexos de ubiquitinação
HIV
Origem do HIV
• HIV-1 se originou de múltiplas transmissões
zoonóticas do Vírus da Imunodeficiência Símia
(SIV) para humanos na África Central e Ocidental.
• Caça e abate dos primatas para alimentação
• Captura, venda e manutenção como animais de
estimação
Origem do HIV
• 4 grupos principais: M, N, P, O.
Fonte: Kirchhoff, 2010.
Origem do HIV
• Dentro de um subtipo, a variação em nível de
aminoácido é de 8-17%
• Entre subtipos usualmente é entre 17% e 35%
• Diversidade entre os subtipos do grupo O são
parecidas com o que se vê no grupo M: origem
antiga.
• Todos os vírus dos grupos N e O são relacionados
proximamente, dentro de cada grupo: origem
mais atual.
Origem do HIV
SIVrcm
SIVgsn
SIVcpz
HIV-1
(grupos M e N)
SIVgor
HIV-1
(grupos O e P)
Origem do HIV
• Comunidades de chimpanzés em Camarões
formam reservatórios naturais de SIV, os quais
deram origem aos grupos M e N.
• Grupo N ficou confinado em Camarões.
• Grupo M se espalhou para a República
democrática do Congo, de onde a pandemia
provavelmente se iniciou.
Origem do HIV
Grupos
M
N
O
P
Origem do HIV
• A evidência mais antiga de infecção por HIV em
humanos foi encontrada em uma amostra de
soro e biópsia de linfonodo estocadas em 1959 e
1960, em Kinshasha (RDC)
• Amostra usada para validações e extrapolações
dos programas de relógio molecular
• Grupo M, mais antigo: transferência entreespécies ocorreu provavelmente entre 1853 e as
primeiras décadas de 1900.
Origem do HIV
• Grupos M e N: tempos diferentes de origem,
sendo N mais recente.
• Grupo O parece ter se originado ao mesmo
tempo que grupo M, mas infectou poucas
pessoas.
• Tempo desde a origem do grupo P não é
determinado.
Origem do HIV
• Quanto ao HIV-2, suas origens não são tão bem
determinadas.
HIV-2
SIVsm
• Menor virulência e progressão lenta, se
manteve principalmente na África ocidental.
Resistência natural ao HIV
• ESNs (High-risk exposed HIV-seronegative
individuals):
• Indivíduos que são frequentemente expostos
ao vírus mas não exibem evidência sorológica
de infecção ou nenhum sinal de
imunodeficiência
• Esse grupo revelou a existência de mecanismos
de resistência natural ao HIV.
Resistência natural ao HIV
Fonte: Taborda-Vanegas, 2011
Resistência natural ao HIV
• CCR5 Δ32
• Uma deleção de 32pb resultando na síntese de
uma proteína truncada
• Indivíduos homozigotos para essa mutação são
altamente resistentes a infecção por HIV-1
• Ocorre em aproximadamente 10% dos
indivíduos Caucasianos
Resistência natural ao HIV
• CCR5 Δ32
CD4
Fonte: http://crentinho.wordpress.com/2006/12/07/ccr5-delta-32-evidencia-a-favor-do-evolucionism
Resistência natural ao HIV
• CCR5 Δ32 - distribuição
Fonte:http://www.delta-32.com/uploads/3/2/4/4/3244881/775094.jpg?661
Cura da infecção por HIV?
• Transplante de células tronco hematopoiéticas
de um indivíduo homozigoto para a mutação
CCR5 Δ32 em um indivíduo soropositivo e com
leucemia.
• Após 4 anos de tratamento, não se encontrou
resquícios de carga viral em sangue, medula,
vísceras ou cérebro.
Cura da infecção por HIV?
Fonte:Hütter, 2011.