Virusuri

virusuri = particule infecioase cu dimensiuni foarte mici (20-300 nm), alctuite dintr-un singur acid nucleic ARNsau ADN protejat de un nveli.NU au- enzime productoare de energie - capacitate de biosintez - nu cresc - nu se divid- nu se nmulesc sunt replicate de o celul gazd pe care o paraziteaz AU doar flux informaionalobservarea i/sau aprecierea dimensiunii particulei virale prinmicroscopie elecronicultrafiltrareultracentrifugare

Anatomia funcional a virusurilorGenomul viralreprezentat de o molecul ARN sau ADNdeine informaia necesar replicriiADN are cel mai frecvent o structur bicatenar (monocatenar la parvovirusuri), liniar (circular la papovavirusuri i hepadnavirusuri)- Numrul genelor funcie de mrimea virusuluiARN are cel mai frecvent o structur monocatenar (bicatenar la reovirusuri), cupolaritate pozitiv (funcioneaz ca ARNm) (picornaviridae, togaviridae)saupolaritate negativ (are asociat o ARN-polimeraz) (rhabdoviridae, myxoviridae)constituit la unele virusuri din mai multe segmente (ortomixovirusuri, reovirusuri).

Capsida viralconstituit din molecule proteice repetitive codificate de genomul viral-dup gruparea unitilor structuralehelical, n jurul spiralei de acid nucleic (orto-i para-mixovirusuri, rabdovirusuri);cubic, icosaedric pe electronomicrografii format din capsomerepentone (n fiecare vrf al icosaedrului),hexone (pe feele i muchiile icosaedrului);complex (poxvirusuri)- electronomicrografii nucleu flancat de 2 corpi laterali, nconjurat de o membran fin, anvelop lipoproteic format din tubuli

Funciile capsidei virale

protejeaz acidul nucleic viralconfer forma caracteristic virusuluifixeaz virusul la receptorii specifici de pe suprafaa celulelorconine determinani antigenici fa de care gazda reacioneaz prin rspuns imun

Anvelopa (peplos)prezent la virusuri cu simetrie helical i la unele virusuri cu simetrie icosaedricderiv din sistemul membranar al celulei gazd (membrana citoplasmtic, membrana nuclear, reticul endoplasmatic);include glicoproteine codificate de genomul viral (peplomere) cu rol de liganzi la receptori celulari (ex.hemaglutinine)receptori pentru Fc i C3b (la herpesvirusuri)enzime (ex neuraminidaza)

Replicarea virusurilorproces desfurat numai n celula vie parazitatgenomul viral subordoneaz metabolismul energetic i de biosintez al celulei pentru sinteza proteinelor virale i replicarea acidului nucleic viralmetabolismul celularpoate fi subordonat total saupoate continua paralel cu sinteza componentelor viralereplicarea parcurge mai multe etape: I- adsorbia - replicarea genomului viral II- penetrarea n celul - biosinteza proteinelor tardive III - decapsidarea V - morfogeneza i eliberarea IV- sinteza componentelor virale virusurilorbiosinteza proteinelor precoce

I. Adsorbia-liganzi virali - structuri virale de suprafa (capsidale sau peplomere) se ataeaz la receptori de pe suprafaa celulei. II. Penetrareaptrunderea virusului n celul printranslocarea direct a membranei celulare (ex picornavirusuri, papovavirusuri)endocitoz (majoritatea virusurilor nude)fuzionarea peplosului cu membrana citoplasmatic (majoritatea virusurilor nvelite).

III. Decapsidarea pierderea nveliului proteic viral migrarea acidului nuclei viraln nucleu, la virusurile ADN (excepie poxvirusurile)n citoplasm, la virusurile ARN (excepie v.gripale).IV. Sinteza componentelor virale

Biosinteza proteinelor precoce transcripia ARN mesagerla v.ADN d.c. transcrierea unei catene cu participarea ARN-polimerazei celularela v.ADN m.c. se sintetizeaz o caten ADN complementar care este transcris n ARNmla v.ARN(+) genomul viral funcioneaz ca ARNmla v.ARN(-) genomul este transcris n ARNm de ARN-polimeraza viralla v.ARN d.c., una din catene este transcris de ctre ARN-polimeraza viral ataarea ARNm la ribozomii celulei gazdsinteza proteinelor precoce implicate n replicarea acidului nucleic viral. Replicarea acidului nucleic viralvirusuri ADN replicare identic cu a ADN bacterian;la virusurile mici (parvovirusuri, papovavirusuri) intervine ADN-polimeraza celular;la virusurile mari (v.herpetice, adenovirusuri, poxvirusuri) particip ADN-polimeraza viral.

virusuri ARNla virusuri m.c.(+) este sintetizat o caten ARN (-) cu ajutorul unei polimeraze virale (proteine precoce) pe care sunt transcrise mai multe catene ARN (+) genomicela virusuri m.c.(-) polimeraza viral produce o caten ARN (+) pe care sunt transcrise mai multe catere ARN (-)la virusuri ARN d.c. are loc sinteza de catene (+) care funcioneaz ca tipar pentru noi catene (-), restaurnd caracterul b.c. al genomului viral.

Sinteza proteinelor tardivesunt proteine structuralela unele virusuri (picornavirusuri, parvovirusuri, retrovirusuri) sunt sintetizate ca precursori macromoleculari, clivai apoi n proteine structurale de ctre proteaze virale. V. Morfogeneza i eliberarea virusurilorasamblarea nucleocapsidelor virale;la virusuri cu simetrie icosaedric este posibil morfogeneza de capside goale (exces de proteine structurale);componente virale acumulate n exces pot genera incluzii intracelulare (intracitoplasmatice sau intranucleare).

VCM: incluzii ochi de bufni

Virusul rabic - corpusculii Babe - Negri (IC acidofile)

eliberareala virusurile nude are loc, cel mai frecvent, prin liza celuleila virusurile nvelite prin nmugurire n zone ale membranei celulare (citoplasmatice, nucleare, reticul endoplasmatic) unde au fost implantate glicoproteine virale, cu eliberare prin exocitoz sau prin liz. Replicarea particular a unor virusuriRetrovirusurigenomul viral de tip ARN (+) este transcris ntr-o caten ADN cu participarea unei reverstranscriptazeo polimeraz celular determin sinteza unui pregenom ADN d.c. care se integreaz n genomul celulei gazdsub efectul unor stimuli, o ARN-polimeraz celular transcrie una din catene n ARN m.c. (+) care funcioneaz att ca ARNm ct i ca genom viral.Virusul hepatitei Bgenomul viral este reprezentat de ADN parial d.c.o ADN-polimeraz viral completeaz dublul helixreplicarea genomului viral are loc cu sinteza unui pregenom ARN care servete ca tipar pentru sinteza ADN parial d.c. cu participarea unei reverstranscriptaze.

Replicarea HIV

Virusuri defective necesit prezena unui virus ajuttor pentru realizarea ciclului replicativ intracelularparvovirusuri din genul Dependovirus realizeaz coinfecii cu adenovirusuri;virusul hepatitei delta realizeaz coinfecii sau suprainfecii cu virusul hepatitei B care i ofer AgHBs.

Genetica viralvariabilitatea genetic poate fi consecina unor mutaii sau recombinri genetice.mutaiepoate s apar prin substituirea unei baze azotate ntr-un codon sau prin deleie;mutani cu modificri fenotipice:mutani condiionat letalimutani reci (sunt replicai optim la 250C);mutani calzi (tolereaz temperaturi peste 370C);mutani cu scimbarea spectrului de gazd (mai puin viruleni pentru gazda natural);mutani antigenici;mutani rezisteni la ageni terapeuti antivirali.

recombinare schimb de material genetic ntre dou genome (o celul coinfectat de dou tulpini) care prezint omologie structuralrecombinare clasic (n special la v.ADN);reasortare genomic (la v.ARN cu genom segmentat).

Interaciuni non-genetice ntre virusuri

Interferena viral = inhibarea replicrii unui virus printr-un alt virus.Interferen omolog = este mediat de particule virale defective care interfer cu replicarea virusului omolog complet.Interferen heterolog = infecia cu un virus previne suprainfecia cu alte virusuri princompetiie pentru receptoriinhibarea penetrriiinhibarea mecanismelor de sintez intracelular.

Relaia virus celula gazdCelule permisive = realizeaz integral toate etapele ciclului replicativ.Celule semipermisive = replic cantiti mici de virus.Celule nepermisive = replic virusul pn la un anumit stadiu.Infecia celulelor permisive i semipermisive este productiv, difereniat n- citocid - persistent - transformantInfecia celulelor nepermisive este non-productiv i poate fi de tip - letal - latent -transformant - abortiv - lent

Taxonomia viralFamilie include n denumire sufixul -viridae;Subfamilie include n denumire sufixul -virinae;Gen include n denumire sufixul -virus.Criterii de clasificareProprietile genomuluiReplicarea Proprietile virionuluiStructura antigenic Tropismul celular, tisular i de gazd

Bacteriofagivirusuri care paraziteaz bacteriileau o structur analog virusurilor animalefagii T, cei mai cunoscui, sunt constituii dincap nucleocapsida cu simetrie icosaedric avnd n centru ADN d.c.coada cu simetrie helical, include un canal axial rigid i un manon contractil;plac bazal hexagonal , la fiecare vrf cu cte un croet i o fibrciclul de replicare n celula bacterian este asemntor cu cel descris la virusurile de interes medical.

Relaia fag celula bacterianFag virulent = determin infecie de tip litic (fag vegetativ).Fag temperat = se integreaz n genomul bacterian i se replic sincron cu acesta (profag).Bacterie lizogen = celul n care profagul poate evolua n fag vegetativ sub efectul unor factori din mediu (inducie fagic).Aplicaii medicale ale bacteriofagilorlizotiparea (subdivizarea unei specii bacteriene n lizotipuri)identificarea unei speciidepistarea unor bacterii patogene n ape de suprafa.

Simetrie binara

Bacteriofagi - ME

Chimioterapice antiviraleI analogi nucleozidiciII amine sinteticeIII ali compui

I analogi nucleozidici inhibitori ai polimerazei virale Aciclovir (1983) - herpesvirusuri - Famciclovir - Ganciclovir CMVInhibitor al timidinkinazei virale Idoxuridina (1963) topic n keratita herpeticInhibitori ai reverstranscriptazei - didanozina - stavudina - zalcitabina - zidovudina (azidotimidina, AZT)

II amine sintetice, peptide sinteticeAmantadina blocheaz decapsidarea VGA+ eliberareaRimantadina- derivat de amantadina mai puin toxicPeptide sintetice inhibitori ai proteazelor virale indinavir - saquinavir - ritonavir - n asociere cu inhibitorii reverstranscriptazei tratamentul infeciei cu HIV III ali compui foscarnet derivat de pirofosfat - inhib ADN-polimeraza virusurilor herpetice+ reverstranscriptaza HIV - asociere sinergic cu aciclovir, ganciclovir, AZT - ribavirin inhib replicarea unor virusuri ARN VRS, gripal A,B, virus Lassa (arenavirus) sau ADN (virusuri herpetice)

PrioniiProteine infecioase, lipsite de secvene nucleotidice capabile s codifice descendeniiSunt izomorfe (izomeri) ale unei proteine normale codificat de o gen identic la mai multe specii i localizat la om pe braul scurt al cromozomului 20Proteina prionic normal PrPc este ancorat n membrana extern a celulelor tuturor mamiferelor i psrilor, inclusiv la om. Funcia necunoscut.Izomorfa patogen PrPsc fixat pe membrana celular determin leziunile din bolile prionice Bolile prionice ereditare prin linia germinativ - altele se transmit i orizontal intra sau interspecific, asemntor infeciilor

Boli prioniceAnimale - Scrapie infecioas - Encefalopatia transmisibil a nurcilor infecioas - Encefalopatia spongiform bovin infecioas BSE boala vacii nebuneUmaneKuru infecioasCreutzfeld Jacob (CJD) iatrogen infecioas sporadic necunoscut familial mutaie PrPcSdr. Gerstmann Straussler Scheincker (GSS) mutaie PrPcInsomnia fatal familial mutaie PrPcBoala Alzheimer mutaie PrPc

Boala Kuru populaia Fore din Noua Guinee - 1957-1966 cea mai frecvent cauz de deces la femei - a disprut dup renunarea la ritualul canibalic de a mnca creierul rudelor moarte

Boala Creutzfeld- JacobForma infecioas iatrogen transplant de esuturi de la donatori infectai- cornee, duramater, timpan - intervenii chirurgicale cu instrumentar contaminat - terapie cu hormoni hipofizari - obiceiuri alimentare evreii din Liban, Israel creier i ochi de oaie inciden crescut a bolii- Forma ereditar mutaie a codonului 178 aspartat-asparagin

Evreii din Libia, Tunisia mutaie a codon 200 de la glutamat la lizinCJD sporadic necunoscutSindromul Gerstmann Straussler- Scheincker- Toate cazurile sunt ereditare cu variaii ale simptomatologiei funcie de codonii mutaiei -ataxie mutaii de la prolin la leucin, 102 i 105- Demen alanin la valin, 117Boala Alzheimer Cunoscut ca ereditar198 - substituia fenilalaninei prin serin217 glutamin prin argininInsomnia fatal familial- Descris la 3 familii italiene cu mutaii n codon 168

Istoric 80 ani controverse privind etiologia bolii scrapie1988 Stanley B. Prusiner descoper prionii1992 descoperit gena care codific prioniiAu fost mai multe ipoteze1910 ipoteza infeciei cu un protozoarIpoteza unui virus filtrabil 1946 1500 oi vaccinate cu un extract formolat de esut limfoid ovinIpoteza bolii ereditare receptivitatea la transmiterea bolii de 100% la capre, la oi 0-80 dup ras S.B. Prusiner ambele ipoteze infecioas/boal geneticTeste biologice pentru infectivitatea prionilor Scrapie reprodus experimental la diferite animale prin injecie de extracte cerebrale de la oi bolnave dup o perioad de incubaie lung oarecii dup 1 an, hamsterii aurii sirieni cu 50% mai receptivi

n creierul de hamster mbogit pentru infeciozitatea scrapie Prusiner a descoperit particule n form de bastonae purttoare de infeciozitatePrioni d-50nm - ultrastructur neregulat similar amiloizilor, total diferit de structura virusurilor - proteazele le distrug infectivitatea - rezisten extrem la UV cu 254 nm care inactiveaz acizii nucleiciContribuia geneticii moleculare - Descoperirea genei PrPc i a mutaiilor punctiforme din diferiii codoniRezist la ageni inactivatori ai infeciozitii1340C 18-30 min, unele tulpini scrapie rezist 90 minDeeuri solide autoclavate 2 ore

Rezistena explic transmiterea la vite epidemia de BSECalea de transmitere fina de oase cu resturi de la oile bolnave de scrapieLa om consum de carne infectat chiar prelucrat termicPatogenia Apariia PrPsc n organism origine endogen mutaii n codonii genei care codific PrPc - origine exogenPrPc se fixeaz pe o gam mai larg de celule dar, leziuni apar acolo unde realizeaz concentraii maxime - creier ntotdeauna - scrapie - i mduva spinrii + ochiLeziunile - plci de amiloid - degenerescen spongiform - glioz - pieredere neuroni - n absena inflamaiei i rspunsuns imun

Simptomatologia declin subacut sau cronic al funciei cognitive demen i/sau motorii (ataxia)Debut 40-70 ani

Diagnostic de laborator Intravitam imposibilPostmortem examen histopatologic al creieruluiConcluzie Prionii difer de toate microorganismeleBolile determinate sunt pseudoinfeciiUtilizm termenii caracteristici bolilor infecioase doar pentru c informaiile provin din protocoale experimentale ale virologiei.