Virusologia - morfologia virusurilor, replicarea virusurilor

virusologia

ISTORIA:

M   Hipocrate- parotidita epidemica (i.e. n. 460-377)

M   Jenner- vaccin anti-variolic-1798

M   Pasteur- vaccin antirabic 1885

M   Ivanovszkij- 1892- virusul mozaic- tobacco, filtrele bacteriene nu retin agentul infectios, filtratul transmite infectia la plantele sanatoase.

M   Babes- in rabie- incluziile Babes-Negri intraneuronal, introducerea vaccinului antirabic in Romania.

M   Levaditi

M   Nicolau- studierea herpesului, hepatitelor virale, a imunitatii

CARACTERELE GENERALE ALE VIRUSURILOR:

1. Macromolecule infectante, necelulare, tranzitie de la neviabil la viu
2. dimensiuni foarte mici: 10-300 nm
3. contin doar un acid nucleic: ADN, ARN
4. Obligat, absolut paraziti, viabili doar in celula gazda
5. doua forme de aparitie: virionul- virusul extracelular, neinsufletit, informatia genetica infectanta

virusul vegetativ: in celula gazda, capabila de replicare.

Morfologia virusurilor:

M   Cilindrica- virusul mozaic al tutunului

M   sferic- influenza

M   dreptunghiular- poxvirusurile

M   Sperma- bakteriofagi

Structura virusurilor: EM:

genomul: acid nucleic central: 1 ARN moncatenar sau 2 catene de ADN (replicare)

capsid (cutia) invelis proteic, alcatuit din capsomere (rol in imunitate, bun antigen)

Genom+capsid=nucleocapsid

Peplon (manta), din peplomere, invelisul extern. Contine proteine si lipide sau numai proteine. (stabilitate, aderare de receptor)

Virusuri:- helicoidale (virusul mozaic al tutunului, influenzei)

- icozoedrali (adenovirusuri)

- complexe (poxvirusuri, bacteriofagi)

Compozitia chimica:

M   ADN sau ARN, in general 7-400 gene,

M   Proteine virale- de structura, antigenice, favorizeaza aderarea de receptorii celulei gazda, uneori si in genom (core-proteine), enzimek specifice (neuraminidaza, ligaza, reverz transcriptaza),

M   Lipide- in alcatuirea peplonului (determina solubilitatea lor in detergenti antilipidici)

M   carbohidrati- in structura acizilor nucleici, unii provin din celula gazda.

Clasificare: Multe clasificari, pe baza acidului nucleic, dimensiunilor, a structurii nucleocapsidului, etc.

Clasificarea recenta:

virusuri ADN: Familiile Parvo, Papova, Adeno, Herpes, Pox, Hepadna- viridae

Virusuri ARN: Familiile Picorna, Reo, Toga, Flavi, Bunya, Orthomyxo, Paramyxo, Rhabdo, Filo, Corona, Arena, RETRO- viridae.

REPLICAREA VIRUSURILOR:

Adsorbtia: aderarea virusului de receptorii celulei gazda

Penetrarea: captati activ de celula umana= VIROPEXIS, fagocitovacuola , se rupe, virusul devine liber in citoplasma.

Decapsidare: variabila. Virusurile cu peplon , se elibereaza de acesta la nivelul membranei celulare. Decapsidarea virusurilor complexe este inlesnita de enzime (decapsidaze).

Proiect: Dieta cu lamaie si musetel, cu apa sau cu otet de mere cu miere Proiect: Cancerul - semnele de alarma ale cancerului - legatura dintre cancer si dieta

Eclipsa: faza de replicare a virusului. Proteine precoce (inhiba metabolismul propriu al celulei, polimeraze ale acizilor nucleici) si proteine de structura ale virusului.

Maturarea virionului in citoplazma celulei gazda. Adaugarea peplonului in membrana celulara.

Eliberarea virionului: prin inmugurire, liza celulei,prin reticolul endoplazmatic. Uneori trec direct intr-o celula noua.

Durata replicarii: 12 minute- ore.

Intr-o celula gazda se pot produce 100 mii de virioni. Daca intervin greseli in replicare, unele elemente se produc in exces.

Relatia dintre virus si celula gazda:

M   Replicare independenta- cu efect nociv asupra celulei gazda, celula va produce doar componentele virale.

Cu echilibru intre celula gazda si virus, virusul se dezvolta lent, se transmite genetic celulelor fiice (virusuri oncogene)

M   Relatie de dependenta intre virus si celula gazda (lizogenia). Celula traieste doar pana cand virusul se replica in ea.

Celula infectata se lizeaza, se malignizeaza, sau supravietuieste infectiei.

In culturi celulare: apare efectul citopatogen, ce arata replicarea virala. Apar zone goale, libere de celule. (rotunde)

GENETICA VIRUSURILOR:

Mutatii: UV, IBU, razele X

Importante in elaborarea vaccinurilor

Recombinari genetice: intre 2 virusuri inrudite, descendentii vor fi hibride

M   Reactivari incrucisate (cross reactivation): in virusul activ se introduc elemente virale active sau inactive

M   Mai multe particule virale intecte provenite din virusuri inactive pot da nastere unui virus activ. Recombinarile intervin intre orice virus

Relatii negenetice:

M   complementare: mai multe virusuri incomplete isi completeaza metabolismul, interdependenta. Helper-virusuri.

M   Transcapsidare: genomul unui virus se integreaza in capsidul altuia. Netransmisibil.

INFECTIILE VIRALE

POARTA DE INTRARE: caile respiratorii (influenza, parotidita epidemica),

Tubul digestiv (polio, hepatitele A si E),

piele (hepatita-B),

muscatura de animale (rabiesul),

conjunctive (morbilli, adenovirusuri),

mucoasa organelor genitale (herpes-2),

placenta (rubeola, cytomegalovirusuri).

INCLUZII VIRALE: in nucleu, citoplazma, granule eozinofile, bazofile, arata replicarea virala.

A-     Tipul cu halou mare, deschis la culoare

B-     Tipul mic, fara halou.

TIPURILE INFECTIILOR:

- aparent: cu manifestari clinice

- inaparente: numai modificari de laborator, fara simptome, ex. 90% a poliomielitelor

- infectii latente- trenante, arata un echilibru dintre celula si virus (lizogenie), replicarea virusului se opreste in faza de eclipsa. Echilibrul se poate strica (herpesvirusul care se ascunde in ganglionii regionali ai nervilor se reactiveaza). Virusurile latente au rol in boli congenitale, maligne, recidivante

- infectii persistente: asemanatoare celor latente

infectii cu lentivirusuri: incubatie lunga, modificari ale SNC.

InterferenTa, interferonUL:

Daca in celula gazda este deja un virus, celula nu se suprainfecteaza cu un altul. Noul virus este interferat, exclus din celula. Interferenta intervine intre oricare dintre virusuri. Cauza: interferonul (IFN).

IFN: nespecific, antiviral, antitumoral, modulator al imunitatii

Este produs de organismul gazda datorita virusurilor, bacteriilor, etc. Structura: glicoproteica, 17-26 kDa, la 56^oC rezista 1 h, fierberea o distruge. Sunt 3 feluri: α-produs de leucocite, β- produs de fibroblasti, γ- IFN imun

IFN apara numai tipul de celula incare s-a produs.ESTE SPECIFIC DE CELULA GAZDA. Efect: impiedica replicarea intracelulara a virusului, translatia de mARN. Nu influeteaza activitatea normala a celulei. Aplicare larga- in SIDA, hepatita- B, limfoame maligne. Producere- de catre tulpini de E. in care s-a introdus materialul genetic leucocitar raspunzator pentru producerea de IFN.

Imunitate in infectii virale: celulara, umorala (IgA, IgM, IgE). Exista virusuri care au rol imundeprimant: virusul morbilli- (dupi infectie apare tbc- ul)

Tratamentul infectiilor virale: Amantadina (inhiba fazele 1-3. ale replicarii), Rifampicina (inhiba transcriptia), IFN (inhiba translatia), inhiba sinteza acizilor nucleici (Acyclovirul, Azidotimidina, Levamisolul).

Orthomyxovirusurile

Virusurile influenzei

sferice, alungite- pleomorfe

au peplon

afinitate crescuta fata de mucoase

contin ARN- 8 segmente

nucleocapsidul format in celula gazda, are 9-15 nm, se rasuceste in spirala

peplonul este dat de celula gazda, constituit din peplomeri specifici

prezinta hemaglutinina (HA), si neuraminidaza (NA)- prelungiri de 10nm

HA- are rol in aderarea de celula tinta, in aglutinarea hematiilor

NA- are rol in penetrare si in eliberarea din celula tinta

Tipurile de virusuri influenzei- A- la om si la animale- cal, porcine

B,C numai la om

cultivarea virusurilor gripale:- ou de gaina embrionat- in membrana alantoidiana si cea amniotica

dupa cateva zile embrionul moare- in lichidul amniotic multe particule virale

pe culturi celulare, pe celule renale de maimuta

antigenitate- antigene interne- ribonucleoproteina- solubila, nu se integreaza in virion

- matrixproteina- rol in asamblarea virusului

- ARN- polimeraza dependenta de ARN

- antigene externe- HA si NA- variabilitate crescuta

Influenza A- antigenele de suprafata fiind variabile- drift- schimbari lente- la intervale de 1-3 ani- epidemii

shift- schimbari rapide- la intervale de 10- 40 de ani- pandemii- in 1946- virusul A1- pandemie, in 1957- virusul A2- pandemie,

cauza shiftului- recombinarea genetica

pandemiile sunt cauzate numai de virusul A- in 1918- gripa spaniola- peste 20 de milioane de decese

Influenza B- epidemii locale- la 4-5 ani, complicatii- encefalopatii, degenerare hepatica

Influenza C- mai ales la copii, infectii sporadice, are antigenitate stabila

Patogenitate: propagare prin picaturi de saliva

Incubatia- zile

Primele simptome- febra, stare generala alterata, mialgii, greturi, varsaturi,

Complicatii- pneumonii, suprainfectii cu bacterii, encefalopatie (virusul B)

Imunitate- specifica de tulpina

Diagnostic- izolare, identificare- prin hemaglutinoinhibare, reactie de fixare a complementului, ELISA

Tratament- doar simptomatic

Preventie- vaccin- contine componenti virali, determina specificitate de tip

Virusurile hepatitelor

A-     simplu

B-     particula Dane- 42nm

Antigenul HBs- sau Australia- 22nm- pe baza lui distingem subtipuri- ayw,adr,ayv, adw

Antigenul hBc- core- intern

Antigenul HBe- arata replicarea virusului

ADN- ul are un fir complet (-), unul incomplet (+)

Gena S codifica antigenul de suprafata

Gena C- codifica antigenele interne HBe, HBc

Gena P-codifica polimeraza capabila sa transcrie material genetic si de pe ADN, si de pe ARN- in nucleul celulei gazda transcrie informatia de pe ADN-ul viral pe ADN-ul celulei gazda

Gena-X- rol de transactivator in transcriptie

Patogenitate- hepatita transmisa prin sange, instrumente contaminate, placenta, pe cale sexuala

La nou-nascuti, sugari- infectia se cronicizeaza in 90%- determina ciroza, cancer primar hepatic

La adulti- limfocitele citotoxice T- distrug hepatocitele afectate- se vindeca

Preventie- specifica- ENGERIX B- cu antigen HBs- pana la varsta de 14 ani- imunizare activa

- la cel mult 8 ore de la infectie- administrare de ser imun- anticorpi specifici

- nespecifica- testari in masa a populatiei- mai ales a donatorilor de sange

Tratament- interferon

C-   la cei cu hemofilii (primesc sange sau preparate de sange), la consumatorii de droguri intravenoase,   pe cale sexuala

D-  ARN circular, de 37nm, defectiv- numai cu virusul hepatitei B poate da infectie

Endemic in Europa de Sud

Poate suprainfecta o celula deja infectata cu virusul hepatitei B,- agraveaza evolutia spre ciroza

poate fi coinfectie (deodata patrund in hepatocit)- se elimina impreuna

Diagnostic- testul ELISA

E- ARN-ul viral de 32-34nm,

rar in Europa,

la femei gravide are evolutie fatala in 40% din cazuri- determina coagulare intravasculara diseminata, la persoane negravide- evolueaza benign ca hepatita cu virusul hepatitei A

G- infectie parenterala

Virusul HIV

Lentivirus

descris in 1981 de Robert Gallo si colaboratorii

2 tipuri- HIV1 si HIV2- ultimul numai in Africa de Vest

are reverz-transcriptaza, ARN,

gene de structura- env- codifica peplonul,

pol- codifica enzimele- integraza, proteaza, reverztranscriptaza,

gag- codifica capsidul si nucleoproteinele,

gene de reglare- (+)- tat,

(-) nef

rev- diferentiat.

- ajunge in organism prin sange, instrumente contaminate cu sange, pe cale sexuala,

- afecteaza mai ales- limfocitele CD4- care regleaza raspunsul imun,

- scade imunitatea- apar infectii oportuniste, tumori maligne (sarcomul Kaposi),

- seropozitivarea apare la 2-3 luni de la infectie,

- ulterior trece in faza ARC- AIDS related complex- fatigabilitate, tumefiere generalizata a ganglionilor limfatici, transpiratii nocturne, diaree, bolnavul pierde 1/3 din greutatea corporala,

- ulterior apare SIDA- infectii, tumori- duc la deces,

- diagnostic- ELISA,

- tratament- nu exista,

- incercari- Azidotimidina- inhiba reverz- transcriptaza

- inhibarea proteazei

- preventie- doar nespecifica- nu exista vaccin, datorita variatiilor antigenice.