OS VÍRUS

 

VÍRUS, VIRÓIDES, VIRUSÓIDES E PRÍONS

 

CARACTERÍSTICAS GERAIS

 

Vírus é uma palavra de origem latina que significa veneno. É utilizada para se referir a um grupo de agentes infecciosos microscópicos, com tamanho entre 20 e 300 nm, constituídos basicamente por ácidos nucléicos recobertos por uma capa proteica, podendo haver também um envoltório membranoso originário da célula alvo onde foi produzido.

 

A capa proteica que recobre o material genético é chamada capsídeo. Ao conjunto material genético mais capsídeo, dá-se o nome nucleocapsídeo. No que diz respeito ao seu material genético, o vírus pode ser de RNA ou DNA, de cadeia simples ou dupla (sendo que os RNAs de cadeia simples podem funcionar como mRNAs ou não, ou seja, podem ser traduzidos assim que entram nas células e são respectivamente denominados de RNA de cadeia positiva e de cadeia negativa).

Estrutura de um adenovírus, um vírus de DNA e sem envelope membranoso.

 

Estrutura de um influenzavirus, vírus de RNA e envelopado. O envelope deriva da membrana plasmática da célula infectada de onde a partícula viral brota.

 

Os vírus não apresentam organização celular, ou seja, são acelulares. Em decorrência disso, não apresentam metabolismo próprio e são considerados sistemas moleculares replicativos não vivos, ou pelo menos no limite do que é vivo e do que é inanimado e, também, parasitas intracelulares obrigatórios, pois dependem da maquinaria de replicação da célula que infectam para poderem ser produzidos. Existem vírus capazes de infectar organismos de todos os reinos de seres vivos: das bactérias aos animais.

 

Na imagem são mostrados um bacteriófago, vírus que infecta bactérias, e um vírus do mosaico do tabaco, que infecta plantas.

 

Uma boa analogia para se referir aos vírus e às células que eles infectam seria compará-los com um disco, tipo Blu-ray, e um computador. O disco, assim como um vírus, contém as informações, como o código para instalar um jogo, por exemplo, mas para que essas informações sejam lidas e executadas, é necessário o hardware e o software celulares, neste caso, do computador fazendo o papel de célula.

 

A REPLICAÇÃO VIRAL

 

Para que haja a produção e a montagem de novas partículas virais, a chamada replicação viral, o vírus deve invadir uma célula alvo em um processo denominado infecção. A replicação como um todo normalmente segue os passos a seguir:

 

1. Adesão: é o processo no qual o vírus se liga à célula alvo que irá infectar. Na superfície da célula alvo existem proteínas chamadas receptores, que se ligam às proteínas presentes na superfície do vírus (que podem ser chamadas de antireceptores ou ligantes).

 

2. Inserção: é a internalização da partícula viral e/ou do material genético viral na célula alvo.

 

3. Biossíntese: a partir dos ácidos nucléicos virais inicia-se a síntese de mais ácidos nucléicos e proteínas virais. Os genes dos vírus também atuam no sentido de alterar o metabolismo e os recursos celulares no sentido da síntese dos componentes virais.

 

4. Montagem: as moléculas constituintes dos vírus, as proteínas e os ácidos nucleicos, sintetizados pela célula infectada, interagem de maneira a montar as novas partículas virais. Pode haver a produção e a montagem de centenas de novos vírus para cada célula alvo infectada.

 

5. Liberação: as partículas virais montadas são liberadas pela célula. Pode ocorrer por exocitose ou pela lise (= rompimento) celular.

 

Esquema simplificado da replicação viral. Há muita variedade nos processos.

 

Dá-se o nome de vírions às partículas virais capazes de infectar uma célula alvo e direcioná-la a produzir novos vírus (basicamente, é o vírus completo). Às vezes utiliza-se o nome vírus para se referir apenas aos estágios intracelulares.

 

No caso de alguns vírus, como os que infectam as bactérias, os bacteriófagos, pode acontecer de o material genético viral se incorporar ao genoma da célula alvo e permanecer em estado latente. Nesse caso, ele passa a ser chamado provírus. Para esses vírus o ciclo de replicação pode seguir dois caminhos:

 

1. Ciclo lítico (de lise): não ocorre a integração do material genético do vírus no genoma da bactéria. Há a produção e a montagem de novas partículas virais, que vão promover a lise da bactéria quando os vírus forem liberados.

 

2. Ciclo lisogênico: nesse caso o material genético do vírus é integrado ao genoma da bactéria e lá permanece latente, até o momento em que algum estressor promova a sua liberação do cromossomo bacteriano, iniciando um ciclo lítico.

 

Ciclo lítico e lisogênico em bacteriófagos. Eventos de estresse ambiental podem desencadear o início de um ciclo lítico: como a bactéria passar por carência nutricional ou entrar em contato com substâncias tóxicas.

 

DOENÇAS VIRAIS

 

Os vírus causam doenças, pois, para a célula alvo, o resultado da infecção geralmente é a morte, podendo ser causada pela própria ação viral, como no momento da fase de liberação (lise), ou pelo reconhecimento e destruição pelo sistema imunológico. Se um tecido ou órgão perde suas células, perde sua função. Além desse mecanismo, os vírus também podem originar cânceres, pois como vimos, são capazes de integrar seu material genético no genoma da célula alvo transformando-a em uma célula tumoral, pois esse material genético viral pode se inserir no meio de um gene que controla a progressão do ciclo celular.

 

A transmissão de doenças virais pode se dar de diversas formas, como através de:

 

Secreções. Ex: saliva, vírus da raiva (Lyssavirus).

Fluídos corporais, como o esperma e o sangue. Ex: HIV (o vírus da AIDS).

Gotículas em suspensão no ar. Ex: gripe (Influenzavirus), Hantavírus e Coronavirus.

Vetores animais, como os arbovírus (arthropod borne vírus – Vírus “originados” de artrópodes). Ex: vírus da febre amarela e da dengue (Flavivirus, vetor: mosquito Aedes aegypti).

Toque. Ex: vírus da herpes simples labial (HSV-1).

 

Alguns vírus têm a capacidade de infectar tanto as células humanas quanto as de outros animais. Sendo assim, pode-se adquirir doenças virais caso se tenha contato com animais contaminados. Estas doenças são chamadas de zoonoses virais. Como exemplos têm-se o vírus da raiva, que pode ser transmitido pela saliva de cães e morcegos infectados.

 

Formas pelas quais os morcegos podem transmitir vírus para os humanos. Quando os morcegos emitem os gritos da ecolocalização, expelem saliva que pode estar contaminada com os vírus.

 

Chamam-se reservatórios naturais, os animais (e até mesmo a nossa própria espécie) portadores dos vírus, que podem ou não apresentar as doenças. Por exemplo, os cães são reservatórios naturais do vírus da raiva. De forma geral, a destruição de ambientes naturais e a expansão populacional humana, fatores causadores de desequilíbrios ecológicos, acabam por promover a exposição da espécie humana a novos tipos de vírus “armazenados” em espécies consideradas como reservatórios naturais, as quais nós normalmente não tínhamos contato. É o caso das viroses emergentes, como as epidemias de SARS, MERS e COVID19, todas geradas por coronavírus.

 

De forma geral, as melhores formas de se lidar com as doenças virais são:

 

Prevenção, que é adotar práticas que permitam ao indivíduo não ser infectado pelo vírus. Como por exemplo, evitar o contato com animais considerados reservatórios naturais do vírus, contato sexual desprotegido com pessoas infectadas por vírus causadores de infecções sexualmente transmissíveis ou usar máscaras em lugares onde há aglomerações, de maneira a evitar inalar gotículas ou aerossóis contendo partículas virais capazes de infectar o aparelho respiratório como os influenza e os coronavírus.

 

Vacinação, para que, caso seja infectado pelo vírus, não desenvolva a doença ou pelo menos não desenvolva os sintomas graves da doença.

 

Tratamento com drogas antivirais, no caso de ter sido infectado e apresentar os sintomas da doença. Estas drogas objetivam impedir etapas específicas do ciclo de replicação dos vírus. Não é possível tratar as viroses com o uso de antibióticos, visto que não possuem organização celular.

 

A tabela a seguir mostra algumas doenças importantes causadas por vírus:

 

Doença	Transmissão	Prevenção	Manifestações
Gripe Influenzavirus	Gotículas em suspensão no ar.	Evitar o contato com os doentes; Vacinação.	Febre, coriza, tosse e obstrução nasal
Rubéola	Gotículas em suspensão no ar; Pode ser transmitida via transplacentária.	Evitar o contato com os doentes; Vacinação.	Febre, linfonodos inchados, manchas avermelhadas na pele, dores nos músculos e articulações, e malformações congênitas.
Varíola	Contato direto; Gotículas em suspensão no ar.	Evitar o contato com os doentes; Vacinação.	Lesões cutâneas, febre e hemorragias.
Poliomielite	Secreções respiratórias; Via fecal-oral.	Saneamento básico, isolamento dos doentes; Vacinação.	Febre, diarreia, fraqueza muscular e paralisia (pois o vírus pode atingir o sistema nervoso central).
Raiva	Secreções (mordidas de animais contaminados).	Vacinação humana e dos animais; Eliminação de animais contaminados.	Cefaleia, mal-estar, convulsões e dificuldade para engolir e respirar.
Hepatite A	Água ou alimentos com resíduos de fezes contaminadas, contato direto.	Evitar o contato com os doentes; Saneamento básico; Vacinação.	Icterícia, febre, dor abdominal, urina escura e fezes claras.
Dengue	Picada do mosquito vetor Aedes aegypti	Eliminar os mosquitos vetores.	Febre, dor muscular, hemorragias e cefaleia.
Febre amarela	Picada do mosquito vetor Aedes aegypti	Eliminar o mosquito; Vacinação.	Febre, icterícia, dor muscular, vômitos, diarreia, hemorragia e insuficiência renal.
SARS/COVID19 Coronavirus	Inalação de gotículas contendo os vírus (via preferencial) ou tocar uma superfície recentemente contaminada e levar as mãos aos olhos ou ao nariz.	Evitar o contato com os doentes; evitar aglomerações; evitar tocar o rosto; vacinação.	Febre, dores de cabeça, tosse, dificuldades para respirar e cansaço físico.

 

Vejamos um pouco mais sobre algumas doenças virais de maior interesse:

 

O HIV e a AIDS:

 

O HIV, vírus da imunodeficiência humana, é o agente causador da AIDS, síndrome da imunodeficiência adquirida, doença que aflige cerca de 433 mil indivíduos no Brasil, e aproximadamente 40 milhões de pessoas no mundo. O vírus é transmitido a partir de fluidos corporais contaminados, como o sangue e o esperma, e sua célula alvo principal são os linfócitos T CD4⁺ (ou T helpers, ou T auxiliares), células responsáveis por organizar a resposta imune do organismo. A imunodeficiência é resultante da destruição e/ou da parada do funcionamento adequado dessas células, então o organismo não consegue mais combater agentes que normalmente não seriam capazes de causar doenças, nesses casos, chamados de agentes oportunistas.

 

O vírion apresenta um envelope membranoso envolvendo o capsídio, que por sua vez envolve duas moléculas de RNA de cadeia simples e duas enzimas responsáveis por processos importantes durante o ciclo de replicação viral:

 

Transcriptase reversa: enzima que catalisa a síntese de DNA a partir do RNA viral (sintetiza uma cadeia simples, ao mesmo tempo em que degrada o RNA viral, e depois produz uma cadeia de DNA complementar à que já havia sido sintetizada). O fato de apresentar uma etapa de transcrição reversa em seu ciclo de replicação caracteriza o HIV como um retrovírus.

 

Integrase: catalisa a reação de integração do DNA viral no DNA cromossomal da célula hospedeira.

 

Protease: cliva os polipeptídeos precursores gerados após a tradução dos mRNA virais nas proteínas virais.

 

Estrutura do HIV, vírus causador da AIDS. Trata-se de um vírus envelopado cujo material genético consiste de duas moléculas de RNA. No capsídeo, além das moléculas de RNA, encontram-se também três proteínas importantes no processo de replicação viral, a transcriptase reversa (uma DNA polimerase RNA-dependente), a integrase e a protease. A proteína de superfície viral, que se liga ao receptor celular, é a gp120.

 

Basicamente, o ciclo de replicação se dá da seguinte forma:

 

Adesão do HIV ao linfócito T CD4⁺. CD4 é o nome do receptor do linfócito, a proteína de superfície do HIV se chama GP120 (glicoproteína 120).

 

1. Fusão do envelope viral à membrana celular.

2. Inserção do capsídeo no citoplasma, onde é desintegrado e libera os RNA virais e as enzimas transcriptase reversa e integrase.

3. Síntese de DNA viral por transcrição reversa. O DNA viral e a integrase penetram no núcleo da célula, e lá o DNA viral é integrado ao DNA cromossomal da célula.

4. Biossíntese de RNA viral, via transcrição, e de proteínas virais.

5. Montagem dos nucleocapsídios contendo as enzimas transcriptase reversa e integrase.

6. Liberação das partículas virais via brotamento a partir da membrana plasmática.

 

Replicação do HIV. O ciclo inicia com a ligação do virus à célula alvo e a entrada da partícula viral. O capsídeo desintegra e a enzima transcriptase reversa, transportada pelo vírus, sintetiza DNA viral, tendo como molde as moléculas de RNA viral. Esse DNA viral é transportado para o núcleo e integrado, graças à ação de uma integrase viral, ao DNA cromossomal do linfócito. Os genes virais são então transcritos normalmente, pela maquinaria da célula infectada e são produzidos RNAs virais. Alguns deles se tornam o genoma das partículas virais que serão produzidas e outros são traduzidos em proteínas virais (essa síntese proteica também ocorre normalmente, com o uso da maquinaria celular). Enfim, os componentes virais interagem e as partículas virais montadas brotam. Fonte: NIAID.

 

Em geral, os sintomas da infecção pelo HIV são a imunodeficiência (caracterizada pelas infecções oportunistas), febre, sudorese noturna, perda de apetite, perda de peso, cansaço e diarreia. É comum que os acometidos apresentem um tipo de tumor de pele chamado sarcoma de kaposi.

 

A AIDS é o estágio mais avançado da infecção pelo HIV, em que o número de linfócitos T CD4⁺ cai para 200 por mm³ de sangue. A infecção é caracterizada por três fases, e pode durar vários anos:

 

Fase aguda assintomática: É o início. Os números de linfócitos T CD4⁺ no sangue estão elevados, e o número de vírus aumenta e decresce rápida e bruscamente. Decresce pois os vírus entram em estado latente.

 

Fase crônica assintomática: O número de linfócitos T CD4⁺ decresce ao longo dos anos, ao passo que o número de vírus aumenta. Essa é a fase mais longa.

 

Fase aguda sintomática: É a AIDS propriamente dita. O número de partículas virais no sangue está bastante elevado, enquanto o número de linfócitos T CD4⁺ cai para 200 por mm³ de sangue.

 

Evolução da infecção pelo HIV. No gráfico de cima é mostrado o aumento de variação nos genomas das partículas virais que circulam no indivíduo infectado e os nomes das variantes dominantes. No gráfico de baixo, a linha vermelha mostra a evolução da carga viral e a azul, as quantidades de linfócitos T CD4⁺ ao longo do tempo. De acordo com https://www.mdpi.com/1999-4915/4/10/1984/htm.

 

A AIDS é uma doença ainda sem cura e uma das principais causas disso é o fato de que o vírus HIV apresenta muita variabilidade por sofrer muitas mutações em seu material genético. A prevenção se dá principalmente com o uso de preservativos durante as relações sexuais ou abster-se delas. Além disso é importante testar adequadamente o sangue utilizado nas transfusões. O tratamento pode ser feito com o uso de drogas antivirais (como por exemplo, inibidores de transcriptase reversa, como o AZT – zidovudine), que no caso da AIDS, infelizmente, devido ao uso repetitivo, tendem a selecionar as formas resistentes do vírus. Sendo assim, a melhor opção é o uso de um coquetel de drogas antivirais. Todavia, também se sabe que o uso dos coquetéis pode promover o surgimento de efeitos colaterais, como náuseas, inflamações e diminuição dos números de eritrócitos e leucócitos do sangue.

 

 

 

O SARSCov2 e a COVID19:

 

O SARSCoV2 é um coronavírus, um vírus de RNA e envelopado, transmitido primordialmente através de gotículas contendo partículas virais que viajam pelo ar e são inaladas. SARS é a abreviação de Severe Acute Respiratory Syndrome (síndrome respiratória aguda e grave) e Cov2, coronavírus 2, pois antes desse, em 2002/2003, já houve uma epidemia de SARS causada por outro coronavírus ao qual esse se assemelha. Também houve outra epidemia relevante em 2012/2013 causada por outro coronavírus, cuja síndrome foi chamada de MERS (middle east respiratory syndrome).

 

Estrutura do SARSCov2, causador da COVID19. Imagem: The Economist.

 

A COVID19 é uma doença altamente contagiosa, especialmente quando as pessoas estão aglomeradas e ainda pior quando se encontram em ambientes com má ventilação natural ou fechados, como por exemplo, veículos de transporte público cheios e com as janelas fechadas, ou ambientes de trabalho com muitas pessoas e também mal ventilados. Nessas situações é mais fácil que as gotículas contendo partículas virais se espalhem e sejam inaladas pelas pessoas. Por isso as formas mais eficazes de prevenção são baseadas em evitar as aglomerações de pessoas, usar máscaras, lavar as mãos com água e sabão e evitar passar as mãos no rosto.

 

Local pouco ventilado e aglomerado, propício à contaminação por SARSCov2. Imagem: Wired.

 

O SARSCov2 se liga nas células alvo na proteína receptora chamada enzima conversora de angiotensina 2 – ACE-2 (angiotensin converting enzyme 2), componente do sistema renina-angiotensina e que age na regulação da pressão sanguínea. É uma proteína expressa em diversos tecidos e órgãos, como os pulmões, rins e vasos sanguíneos, logo, os vírus podem infectar diversos órgãos, inclusive, podendo causar até dano cerebral. É uma infecção sistêmica.

 

Dentre os principais sintomas da COVID19 podemos citar a febre, tosse seca, dores de garganta, fadiga e dificuldade para respirar. Além desses, ainda há outros, menos frequentes, como as diarreias e as lesões na pele. Caso apresente dificuldades para respirar, junto com a febre e a tosse, é recomendado procurar atendimento médico. ~80 % dos acometidos se recuperam sem precisar de cuidados hospitalares e a taxa de letalidade é estimada em aproximadamente 0,5-1,0 %.  Apesar de a taxa de letalidade ser baixa, os números de óbitos são altos, pois a doença é muito contagiosa (quanto maior o número de infectados, maior o número de óbitos). Há também alguns fatores que predispõem o indivíduo acometido ao óbito, como a idade avançada, obesidade, doenças cardíacas, problemas pulmonares e diabetes.

 

Imagem: Revista Pesquisa Fapesp.

https://www.uol.com.br/vivabem/noticias/redacao/2020/10/05/o-enigma-da-letalidade.htm

 

Dentre as causas de letalidade estão a destruição da parede dos alvéolos pulmonares com a consequente entrada de muco, que prejudica as trocas gasosas, e a formação de coágulos nos vasos sanguíneos, que dificulta o transporte de nutrientes e gases respiratórios. Ambos resultados de reações inflamatórias.

 

 

No tocante ao tratamento, ainda não existe medicamento com ação antiviral comprovadamente eficaz. O que se faz é gerenciar os sintomas da infecção. Por exemplo, administrar medicamentos como o paracetamol para aliviar as febres e as dores e, talvez, anticoagulantes para lidar com os coágulos.

 

Há vacinas disponíveis para prevenir a COVID19 e as suas formas graves e essa, associada às formas de prevenção, parece ser a melhor alternativa para combater essa doença.

 

OUTROS PARASITAS ACELULARES

 

VIRÓIDES: Moléculas de RNA de cadeia simples e circulares que infectam células de plantas. Não produzem proteínas.

 

Estrutura do viroide PSTV (potato spindle tuber viroid). Imagem: wikipedia.

 

VIRUSÓIDES: Praticamente iguais aos viróides, exceto pelo fato de que só se multiplicam se a célula estiver sendo infectada simultaneamente por determinados tipos de vírus.

 

PRÍONS: Proteinaceous Infectious Particles – partículas proteicas infecciosas. Proteína outrora normal, mas cujo gene sofreu uma mutação e tornou-se um príon, capaz de transformar outras proteínas, as correspondentes normais dela, em príons. O problema com os príons é que estas proteínas não sofrem digestão no aparelho digestório, e penetram intactas na circulação sanguínea. A partir daí começam a se acumular nos neurônios, transformando proteínas normais em príons e causando a morte destas células. Os príons são os responsáveis pelas doenças chamadas encefalopatias espongiformes, dentre as quais, a mais comum é a doença da vaca louca.

 

 

Esquerda: representação tridimensional de uma proteína no estado de príon. Direita: proteína normal.

Imagem: http://www.invivo.fiocruz.br/cgi/cgilua.exe/sys/start.htm?infoid=1441&sid=9

 

Referências:

 

Livros de biologia do ensino médio da Sônia Lopes e Amabis, várias entradas sobre o assunto na Wikipedia, Britannica e nos links das imagens.