Daniel Nizzo
Emílio Telles
Guilherme Mattos
Guilherme Ribeiro
Larissa Guimarães
Raul Leal
Virologia 2011/2
Prof Mônica Freitas
INTRODUÇÃO
● O vírus Influenza A é um patógeno originado em
animais não humanos mas que pode ser transmitido à
eles, além de circular e mudar constantemente suas
características;
● Infecção com 2 tipos de Influenza A pode levar a
mistura de segmentos do genoma e resultar em um
novo tipo de vírus (principal causa de epidemia);
● A evolução do vírus Influenza ocorre por
recombinação gênica, gerando um novo subtipo viral, e
por mutação causada pela seleção do vírus mediada por
anticorpos.
INTRODUÇÃO
Classificação do vírus Influenza A em dois grandes grupos de acordo
com as propriedades antigênicas do HA
INTRODUÇÃO
O genoma do vírus Influenza A consiste em 8 ssRNA (-)
que traduzem em 11 proteínas
INTRODUÇÃO
Ciclo de replicação do vírus Influenza A
A GRIPE NO SÉCULO 21
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Epidemia – “é doença geralmente infecciosa, de caráter transitório, que ataca
grande número de indivíduos em uma determinada localidade.”
Pandemia – “é enfermidade epidêmica amplamente disseminada.”
Endemia – “é doença infecciosa que ocorre habitualmente e com incidência
significativa em dada população ou região.”
O potencial de pandemia do vírus H5N1, assim como os numerosos surtos em
aves selvagens, ainda tem criado uma atenção sobre o vírus da
gripe aviária em várias regiões ao redor do mundo.
No entanto, o surgimento da pandemia de H1N1 em 2009, da gripe suína,
revelou a falta de vigilância sistemática de outros hospedeiros suscetíveis.
Esforços em grande escala na vigilância desses casos têm sido ajudados
pelo desenvolvimento de várias tecnologias-chaves, usadas para obter
seqüenciamento completo do genoma viral, selvagens e clínicos.
Uso de uma grande bases de dados de seqüências filogenética e ferramentas
de análise, estão permitindo estudos epidemiológicos mais rápidos e
abrangentes sobre o vírus influenza em reservatórios humanos e naturais.
Vigilância dos vírus aviários
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Vírus da H5N1
surgiu a partir de mutações no sítio de clivagem
HA provavelmente em aves selvagens afetando também as doméstica.
Vários surtos de vírus da H5N1 ocorreram em aves domésticas e o primeiro
caso em humano foi documentado em 1997.
No geral foram 562 casos humanos de 15 países, com uma taxa de
mortalidade de ~ 59% (329 mortes). E até agora a maioria dos casos têm sido
associados com direto contato humano com espécies de aves infectadas.
A Vigilância das aves selvagens é a chave para a compreensão da origem
patogênica, evolução e disseminação mundial desses vírus.
Desde 2002, o genótipo Z (pequenas deleções nos genes que codificam as
proteínas NS1 e NA) tem sido o genótipo predominante no H5N1.
No entanto, dez principais linhagens distintas da H5N1 vírus foram
identificados até a data, demonstrando a evolução destes vírus na natureza.
Abrangentes estudos genômicos de um conjunto diversificado dos vírus da
gripe aviária (AIVs), demonstraram que a maior variabilidade encontra-se
nas proteínas, HA , NA e NS1 , e levou à descoberta de um suposto
PDZ ligante no domínio terminal da NS1 que estar envolvidos em virulência.
Vigilância dos vírus aviários
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A Vigilância das Aves selvagens da América do Norte indicou que suas cepas e
da Eurásia raramente se misturam e não detectaram evidência de vírus
H5N1. No entanto, vírus isolados do Estados Unidos demonstraram uma alta
taxa de recombinação.
Isso pode ser um sinal de uma mistura constante de genomas virais em vez
de disseminação de um conjunto constante de segmentos que caracteriza a
influenza A em mamíferos.
Em 2005, um vírus da H5N1 foi responsável por um surto em aves
aquáticas no lago Qinghai, oeste da China,resultando em alta mortalidade de
aves e levantando preocupações do potencial de transmissão
entre aves migratórias.
Posteriormente, geneticamente e antigenicamente, cepas distintas H5N1
apareceram ao longo do território Sudeste da Ásia e tornaram-se endêmicas.
Mais recentemente, linhagens virais H5N1 surgiram através
de rearranjo com as endêmicas que estão presentes em aves aquáticas locais,
levando a seleção de vírus que são capazes de infectar múltiplas
espécies aviária, permitindo a disseminação geográfica.
Gripe Suína H1N1
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A gripe 2009 H1N1 possivelmente surgiu em abril de 2009 na América do Norte (México).
Seu genoma sugeria que não havia marcadores previamente conhecido de adaptação humana, e por
isso seus antecessores não detectados, circularam em suínos por algum tempo até o rearranjo e da
detecção do vírus em seres humanos.
Primeiros dados epidemiológicos indicaram que a estimativa de reprodução do vírus seria semelhante
aos de pandemias de gripe anteriores, e que em crianças <15 anos idade a taxa infecção foi o dobro
que em adultos.
Pouco depois de surtos em todo o mundo, começou uma dinâmica propagação do vírus que foi
rapidamente rastreadas e mapeadas. Surtos foram caracterizados por várias Regiões indicando uma
pandemia.
A dispersão geográfica ocorreu em três etapas principais:
primeiro - propagação do México para os Estados Unidos; de transmissão
segundo - sustentado na América do Norte, uma disseminação inicial a outras partes do mundo
terceiro - distribuídos globalmente e focos secundários fora das Américas.
Estudos demonstraram que o vírus circulou na população humana por um período de até 3 meses
antes de ser identificado, isto é, a data da primeira infecção. (estimado entre 29 de dezembro de 2008
e 22 de Fevereiro 2009)
Em estudo realizado no sul da China, mostrou que a recombinação entre as extensas linhagens de
influenza suína e humano-aviárias (como mostrada FIG. 1b e 2) levou à surgimento de diferentes
vírus com antígeno e genes de gripe suína em cerca de 2007.
O potencial para mais rearranjo do vírus da pandemia H1N1 2009, força uma vigilância mais
sistemática e abrangente de todo o mundo nos porcos para caracterizar e detectar cepas circulantes
virais com um risco potencial para os humanos.
Epidemiologia molecular
sazonal do vírus humano
• Os vírus sazonais H1N1 e H3N2 vem circulando
desde 1977.
• Algumas análises sobre o sequenciamento dos
vírus H1N1 e H3N2, permitiram a postulação de
um modelo para explicar a origem da tensão
sazonal anual, propondo que “nos trópicos, a
população sofre uma forte seleção antigênica e
serve como fonte para epidemia do vírus
influenza, semelhante à vírus exportados
diretamente da sua origem populacional nos
hemisférios norte e sul.
• Este “review” apresenta essa sobreposição
epidêmica no oeste e sudeste asiático gerando uma
circulação contínua do vírus influenza H3N2 dentro
dessa região, e se espalhando para a Oceania,
América do Norte, Europa e subsequentemente para
a América do Sul.
• A partir daí, as semelhanças encontradas entre os
vírus do oeste e sudeste asiático podem ajudar a
determinar as características antigênicas do vírus
que, posteriormente, devem circular pelo resto do
mundo.
• Em acordo com essas informações , a emergência do
vírus influenza, causador da epidemia sazonal, é
largamente influenciada pela migração da
população mundial e não resultado de vírus sendo
reativados em hospedeiros durante o inverno.
• As condições do inverno aparecem para contribuir
na eficiência da transmissão e extensão do vírus
influenza.
• De maneira adversa, a emergência pandêmica do
vírus H1N1 em 2009 originou-se no hemisfério norte
durante a primavera e se espalhou durante o verão,
sendo a segunda onda de infecção em massa antes
do outono, indicando que embora as condições
climáticas influenciem a epidemiologia do vírus
influenza A, sua transmissão e extensão pode
ocorrer de maneira eficiente em populações “novas”.
Emergência pandêmica do vírus
influenza H1N1 em 2009
• O vírus influenza H1N1 possivelmente emergiu em
Abril, através da introdução em humanos na
América do Norte (mais precisamente no México).
• Seu genoma não possui nenhuma das adaptações
previamente conhecidas, dando ao vírus um aspecto
de “novo”.
• Seu antepassado, possivelmente, foi a circulação
não-detectada em porcos durante um certo período
de tempo sugerindo a proximidade com os
precursores suínos detectados no genoma do
influenza.
• Análises evolucionária e genética
revelaram que esse vírus contém um
complexo genoma, originado de vírus que
infectam pássaros, humanos e suínos, e que
possivelmente derivam de vírus que
circularam em populações suínas e não
foram identificadas por aproximadamente
uma década.
Novos conceitos em tropismo
hospedeiro
Relação vírus x hospedeiro
- especificidade
- infecção esporádicas e barreiras do hospedeiro
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Taxia tecidual e especificidade de receptor
A especificidade e afinidade da hemaglutinina viral pelo seu receptor é crucial.
ex. mutação do H1N1 associada a dupla especificidade e morte e H1N1 sazonal
com adaptação ao hospedeiro, adaptações específicas necessárias;
Humanos = receptores α - 2,6 - SA (sazonal) e α - 2,3 - SA (aviário), ex. H1 e H3;
Aves = galactose presente nos receptores α - 2,3 - SA, limita a transmissão humano
– aviária, exceção: H5N1;
Porcos = dois receptores (local de recombinação – vírus potencialmente pandêmico),
ex. H1N1 SOIV (pneumonia viral);
Fatores ambientais , virais e do hospedeiro influenciam na aptidão e transmissão
do Influenza.
Aumento da replicação, transmissão e patogênese além de fatores adicionais
modulam o potencial viral.
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Competência de replicação
Adaptações na polimerase e hemaglutinina são importantes para o
sucesso viral.
Aptidão viral é crucial para o crescimento do vírus, onde adaptações
aumentam a eficiência de replicação, ex. resíduo K 627 – confere
habilidade de H1N1 e H3N2 infectarem humanos, enriquecimento da
virulência de H5N1 e H7N7; D701N – confere adaptação e transmissão
de AVI; R591 – confere eficiente replicação ao H1N1 mesmo sem os
resíduos anteriores.
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Fatores do hospedeiro que influenciam a infeccção do vírus Influenza
Entender a interação entre célula e vírus e desenvolvimento de novas
pesquisas antivirais além de intervenção farmacológica.
Fatores hospedeiros necessários: fusão viral, transporte de complexos
virais do núcleo e para o núcleo, transcrição e tradução do genoma viral,
montagem e saída do vírus.
Ex. ATPase envolvida na endocitose viral, sensor de cálcio regulador de
processos celulares, cinases, p27 (regulador celular).
Interações entre as vias: deleção de componentes da via de Wnt aumentam
a proliferação e diminuem a produção de interferon.
PATOGÊNESE VIRAL
• Imunidade pré-existente (adquirida)
Fatores envolvidos na interação vírus-hospedeiro
que contribuem para patogênese:
• Determinantes Virais
• Determinantes do hospedeiro
PATOGÊNESE VIRAL
Imunidade pré-existente:
É possível que idosos possam ter algum nível de proteção cruzada
(cross-reactive antibodies) contra vírus Influenza H1N1 proveniente de
anticorpos pré-existentes de outros vírus influenza
→ Prévia
exposição a vírus
antigeneticamente
similares a H1N1
PATOGÊNESE VIRAL
Imunidade pré-existente:
Imunização com H1N1 de 1918, H1N1 humanos antes de 1947 ou H1N1
clássico de suínos mostraram a formação de reação cruzada de anticorpos
↓
Proteção ao vírus H1N1 de 2009
(próxima similaridade antigênica entre os vírus H1N1 de 1918 e de 2009)
PATOGÊNESE VIRAL
Determinantes virais:
PB1-F2 : proteína não
estrutural próapoptótica; localiza-se na
mitocôndria → apoptose;
inibe resposta de IFN
HA: hemaglutinina
NS1: proteína não
estrutural 1; antagonista
de resposta antiviral
(IFN) do hospedeiro
A sequência do sítio de clivagem de HA é o maior determinante da gravidade da doença
PATOGÊNESE VIRAL
Determinantes virais:
NA: enzima neuraminidase
destruidora de ácido siálico
PB1, PB2 e PA: complexo da
polimerase
NP: nucleoproteína
NS1: proteína não estrutural
1; antagonista de resposta
antiviral (IFN) do hospedeiro
e moduladora da resposta
imune adaptativa
Fatores determinantes da
patogênese
• Em humanos, o vírus da gripe aviária
H5N1 pode gerar aumento de IFN no
sangue induzido por proteínas como as
interleucinas e citocinas. Estas se
correlacionam com a carga viral elevada e
leva a um aumento da frequência de morte.
• Os vírus H5N1 e H1N1 geram uma
resposta imune do hospedeiro maior e mais
rápida do que outros vírus. Porém esta
reposta gera a indução de macrófagos e
infiltração de neutrófilos para ambas as
linhagens(H5N1 e H1N1), que resulta
numa inflamação pulmonar aguda e na
desregulamentação de respostas antivirais.
• Estudos com ratos e camundongos KO a
algumas interleucinas provaram que há
uma resistência maior destes aos vírus
H1N1 e H5N1
• Outros ratos KO não só a interleucinas
mas também a quimiocina e TNF tiveram
um tempo de vida similar a ratos WT. Isso
demonstra que a eliminação de apenas
alguns fatores pró-inflamatórios são
vantajosos para o hospedeiro.
• Porém outro estudo mostrou que a
produção interleucina-10 poderia controlar
a inflamação pulmonar e prováveis lesões
produzidas pelo vírus.
Qual o futuro destas
doenças?
• Os vírus de gripe sazonal mudam com o
tempo devido a uma seleção imune, isso faz
com que hajam mudanças nas
características antigênicas.
• Drogas antivirais como o Tamiflu e Relenza
inibem a atividade da proteína NA,
bloqueando assim a liberação dos vírions
recém-formados das células infectadas.
• Essas drogas são eficazes mas com o tempo
podem acabar gerando vírus mais
resistentes.
Soluções
• Pesquisar novas formas terapêuticas de
antivirais que ajam combatendo a infecção
de inúmeras formas, sendo estas mais
especificas para combater o vírus sem
torná-lo mais resistente;
• Pesquisar para entendermos melhor o
papel da IL-10 nos humanos;
• Procurar entender melhor a relação vírus
com o hospedeiro e quais as vantagens que
o hospedeiro pode trazer para o vírus.
PATOGÊNESE VIRAL
Determinantes do hospedeiro: