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.