vírus influenza a

Disciplina: Relação Parasita-Hospedeiro

Profa. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia

Vírus Influenza

Por volta do ano 2500 a.C., no Egito, oFaraó voltou de uma viagem comfebre, corpo mole e dores por toda aparte. O padre-médico-tesoureiroaconselhou-o a passar o dia emrepouso, tomando chá de flores decamomila ou uma garrafada misteriosaque continha extrato de plantas eoutros ingredientes."

papiro médico grego com receitas, tratamentos e encantamentos mágicos e religiosos

412 a.C. na Grécia: Hipócrates: 1º relato científico de

influenza: doença respiratória que durou alguma

semanas, matou muitas pessoas e então,

desapareceu

A História da Gripe

cienciahoje.uol.com.br/controlPanel/materia/.../3096 -

A História da Gripe 1781: epidemia na Rússia

1830: epidemia na Ásia

pelo grande número de doentes e pela frequência da tosse

1889-1890: 1o registro de uma pandemia de gripe – 300.000

óbitos principalmente idosos

Séulo XX: 3 grandes Pandemias

1918: Gripe Espanhola: “o maior holocausto médico já visto”

commons.wikimedia.org

Bonde circula por cidade brasileira carregado de caixões em 1918

cienciahoje.uol.com.br/controlPanel/materia/.../3096 - c

Gripe Espanhola20-40 milhões de mortos

H1N1

Gripe Asiática

H2N2

H3N2

Gripe de Hong Kong

H1N1

H5N1Gripe do Frango 1997 2003Século XX

S-OIV(H1N1)

2009

Gripe espanhola

www.birdflumanual.com

20 – 40 anos

No. de óbitos: 40 milhões de pessoas

taxa de mortalidade Flu espanhola: >2,5%

outros surtos de Flu: 0,1%

Morbidade: outas epidemias – crianças < 15 anos

3 ondas:

primavera de 1918 (branda)

setembro-novembro 1918 (alta mortalidade)

1919 (alta mortalidade)

18/03/ 2009 : casos de gripe suína no México

21/04/2009: CDC confirma casos de gripe suína na California.

25/04/2009: WHO eleva alerta de pandemia para nível 4

potencial pandêmico

08/05/2009: Brasil relata 4 casos

11/06/2009: WHO eleva o risco de pandemia para fase 6

pandemia global 74 países com casos confirmados

http://www.nature.com/news/

Março – Abril 2009

Século XXI:

“ Are we ready for pandemic Influenza?”

Família: Orthomyxoviridae

• Vírus Influenza A: humanos

suínos

equinos

aves

focas

• Vírus Influenza B

• Vírus Influenza C

humanos

Virus Influenza

• Microscopia eletrônica: partículas pleomórficas, envelopadas

diâmetro: 80-120nm

Public Health Image Library (PHIL)

http://phil.cdc.gov/phil/details.asp?pid=10073

An electron microscopy image of the flu virus.

Credits: Rob Ruigrok/ UVHCI.

http://www.esrf.eu/news/general/flu/

2009_H1N1_influenza_virus_genetic-num-nl.svg‎

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e8/2009_H1N1_influenza_virus_genetic-num-nl.svg





• Genoma: 8 segmentos de RNA fita simples (-) Flu A e Flu B

complexo RNA polimerase viral: PA, PB1, PB2

• Capsídeo: simetria helicoidal nucleoproteína NP

• Envelope: face interna: proteína da matriz M1

transmembrana: M2 (Influenza A) proteína de canal iônico

HA hemaglutinina

NE neuraminidase

www.nature.com

Proteína da Matriz- M1

(face interna do envelope)

Nucleoproteína (NP): capsídeo

Proteína transmembrana: Flu A

Neuraminidase : envelope

Hemaglutinina: envelope

Naffakh, N et al. Annu. Rev. Microbiol. 2008. 62:403–424

PB2

PB1

PA

NP RNA

Ribonucleoproteína:

RNA + NP + complexo RNA polimerase viral (PB1+ PB2 + PA)

transcrição e replicação do RNA viral

Virus Influenza

Fatores de virulência

PB2: - replicação viral em células infectadas

- fator genético associado à restrição do hospedeiro

(transmissibilidade)

PB1-F2: aumento de patogenicidade

NS-1: suprime o mecanismo antiviral em células infectadas

HA: transmissibilidade

Nomenclatura :

Vírus Influenza A / Hong kong / 1 / 68 (H3N2)

Vírus Influenza Humano:

Tipo (A, B, C)

Origem geográica

No. da amostra no lab.

Ano de isolamento

Subtipo de HA e NA

Vírus Influenza de outros hospedeiros:

Vírus Influenza A / swine / Iowa / 15 / 30 (H1N1)

Hospedeiro

Vírus Influenza A

Dividido em subtipos diferenças antigênicas na HA e NEHemaglutinina = 16Neuraminidase = 9

Influenza A: subtipos virais na natureza

Hemaglutinina Neuraminidase

H16 144 combinações possíveis

wildlife1.usask.ca

Influenza aviário

Reservatórios do vírus na natureza (LPAIV):

Aves selvagens:

ordem Anseriformes (patos e gansos)

ordem Charadriiformes (gaivotas, aves costeiras)

Aves domésticas: galinha

peru

galinha-d´angola

codorna

faisão

mais

vulneráveis

à infecção

www.biologycorner.com

Influenza em aves:

- Infecção no trato respiratório

- infecção no epitélio intestinal vírus eliminado nas fezes por 3-4 semanas

www.iowadnr.gov

www.influenzareport.com

infecção assintomática

patos

gansos

galinhas

perus100% fatal

baixa patogenicidade

alta patogenicidade

Virus Influenza A - Distribuição dos subtipos de HA

Ciclo de replicação:

vírus influenza

Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939

Hemaglutinina: - Adsorção do vírus ao receptor celular (ácido siálico)- Penetração:fusão do envelope do vírus com a membrana do endosoma

Neuraminidase:-Evitar a agregação viral- Disseminação do vírus no hospedeiro

Representação esquemática da estrutura do trímero

da HA inserido no envelope viral. Observe a posição

dos sítios de ligação ao receptor e sítios antigênicos

em HA1 e o peptídeo de fusão em HA2.

www.academic.brooklyn.cuny.edu/

Clivagem de HA0 essencial para a infectividade do vírus

www.nature.com

www.fluwikie.com

www.nature.com

neutralizante

Resposta imune humoral: HA, NE e M2

no interior das células

Evita a disseminação viral

www.nature.com

Resposta imune celular: NP e RNA polimerases

Imunidade mediada por célula: linfócitos TCD8+ específicos para NP ou

proteínas RNA polimerase reconhecem peptídeos virais apresentados por

moléculas de classe I do MHC liberação de citocinas com atividade antiviral

www.horsehage.co.uk

www.sciencedaily.com

Influenza em mamíferos: infecção respiratória

Porta de Entrada: Trato respiratório

http://www.ifpma.org/index.php?id=4176

(A) Influenza infecta o trato respiratório superior e células ciliadas

nos brônquios e bronquíolos. A resposta imune adaptativa é

iniciadas nos nódulos linfáticos assoicados às vias aéreas.

(B)O epitélio respiratório é capaz de se defender de patógenos pela

camada de muco (brônquios), células ciliadas (brônquios e

bronquíolos) e macrófagos alveolares.


Também há evidências de transmissão por mãos ou outras superfícies contaminadas

A eficiência da transmissão por essas vias está na dependência da carga viral contaminante, de fatores ambientais como umidade e temperatura e do tempo transcorrido entre a contaminação e o contato com a superfície contaminada

Virus Influenza – Manifestações clínicas

Após 1-4 dias de incubação:

- febre elevada (temperatura axilar >38oC que pode durar até 7 dias, em

geral desaparece no 3o. dia)

- calafrios, cefaléia, prostração , tosse, congestão nasal e coriza,

mialgia e artralgia.

- diarréia e vômitos podem ocorrer, principalmente em crianças

Paciente imunodeprimidos: sintomas podem persistir por 1 a 2

semanas e por até 6 semanas

Complicações:

- sinusite

- infecção no ouvido

- pneumonia viral ou causada por bactérias;

- desidratação;

- piora das doenças crônicas do tipo insuficiência cardíaca, asma

- pneumonia primária por influenza pessoas com doenças

cardiovasculares ou em mulheres grávidas.

24-72h

Influenza Interpandêmico (drift)

Variante antigênica de cepa pré-existente

Alterações dirigidas às espículas HA e NA

Ocorrência regional

Altas taxas de morbidade e mortalidade – idosos e neonatos

Mecanismos de variabilidade

Representação esquemática

da estrutura do trímero da

HA inserido no envelope

viral. Observe a posição

dos sítios de ligação ao

receptor e sítios

antigênicos em HA1 e o

peptídeo de fusão em HA2.

www.academic.brooklyn.cuny.edu/

Virus Influenza A e B

- Variações menores:

Antigenic drift

mutações nos genes da

HA e NE viral alteram

a antigenicidade

Ocorrência de epidemias

anuais


H3 H3´ H3´´ H3´´´

Anti-H3 anti-H3´ anti-H3´´ anti-H3´´´

Virus Influenza A: Variações menores (Antigenic drift )

Influenza Pandêmico (shift) Novo subtipo para o qual a população não possui anticorpos (rearranjo):

somente Influenza A

Associado a altas taxas de morbidade e mortalidade

Acentuado potencial de transmissão: ocorrência mundial

Epidemias em múltiplas ondas

Mecanismos de variabilidade

Virus Influenza A

- Variações maiores:

Antigenic shift

novo subtipo de HA

e/ou NE


info4med.tistory.com PB1: aumento de patogenicidade

Emergência de vírus influenza A pandêmico

Especificidade de receptor dos Vírus influenza restringem o

espectro de hospedeiro

Influenza humano: HA

reconhece ácido siálico

ligado a galactose com

ligações -2,6

(SA 2,6Gal)

Influenza aviário: HA

reconhece ácido siálico

ligado a galactose com

ligações -2,3

porco hospedeiro intermediário

Células do epitélio respiratório com ácido siálico ligado a galactose com

ligações -2,3 e -2,6

www.hsph.harvard.edu

(SA 2,3Gal)Células epiteliais do trato intestinal das aves

(SA 2,6Gal)Células epiteliais da traquéia humana

Células epiteliais humanas dos bronquíolos e alveolos: receptores avian-like

1998

H3N2 swine virus:

avian/human/ swine triple ressortant viruses

S-OIV (H1N1)

Emergência do vírus Influenza A de origem suína


H1N1 H?N? H3N2

suínos na América do Norte

H1N1

North American avian virus

Human H3N2 virus

Classical swine virus H1N1

Eurasian swine virusH1N1

suínos desde 97-98

Determinantes de patogenicidade viral

Proteína Posição Baixa patogeniciade

Altapatogenicidade

Swine originH1N1 virus

Função

PB2 627 Glu Lys Glu capacidade de replicação em célulashumanas701 Asp Asn Asp

PB1-F2 66 Asn Ser truncated (11AA) indução de apoptose

HA sítio de clivagem

único AA básico: Asn

múltiplos AAbásicos

único AA básico: Asn

clivagem de HA

NS-1 92 Asp Glu Asp resistência aoefeito antiviral do interferonalto nível de citocinasinflamatórias

C-terminal Arg-Ser-Glu-Valdeleção

Glu-Ser-Glu-Val

11 C-terminal truncated


Effector T cells control lung inflammation during acute influenza virus

infection by producing IL-10

Jie Sun1 Rajat Madan, Christopher L Karp & Thomas J BracialeNATURE MEDICINE ADVANCE ONLINE PUBLICATION

Infecção aguda por vírus Influenza IL-10 é produzida nos

pulmões infectados em grande quantidade pelas células efetoras

TCD8+ e TCD4+.

Bloqueio da atividade de IL-10 durante a infecção super

produção de mediadores pró-inflamatórios (TNF- , IL-6, proteína-1

de atração de monócitos) infecção por vírus aviário H5N1

altamente patogênico e vírus da gripe espanhola

Amostras altamente patogênicas produzem um processo

inflamatório exagerado nos pulmóes e doença letal suprimem a

produção de citocinas anti-inflamatórias IL-10 pelas células

efetoras da imunidade adaptativa.

Fatores que favorecem a disseminação de um novo subtipo do vírus influenza A:

– A patogenicidade e a virulência da nova cepa

– A eficiência da transmissão do agente infeccioso

– A existência de grandes contingentes de população com

pouca ou nenhuma imunidade a esta nova cepa

– Altas taxas de contato efetivo, ou seja, a probabilidade que

um indivíduo infectado entre em contato com um indivíduo

susceptível em condições que favoreçam a transmissão da

doença

– O nível de desenvolvimento científico e tecnológico da

sociedade.

– A capacidade de resposta rápida das autoridades de saúde

pública.

http://www.who.int

June 2010 -- As of 6 June, worldwide more than 214 countries and overseas territories or communities have reported laboratory confirmed cases of pandemic influenza H1N1 2009, including over 18156 deaths.

A Organização Mundial da Saúde (OMS) decreta em 10/08/2010 o início

da fase pós-pandêmica do vírus Influenza Pandêmica (H1N1) 2009.

De acordo com a OMS, o monitoramento epidemiológico mostrou que o

vírus H1N1 não sofreu mutação para formas mais letais, a resistência

ao antiviral fosfato de oseltamivir não se desenvolveu de forma

importante e a vacina se mostrou uma medida eficaz para proteger a

população.

http://www.who.int/mediacentre/news/statements/2010/h1n1_vpc_20100810/en/index.html

http://www.who.int

Informe Técnico Quinzenal de Influenza Edição nº 9• setembro de 2010

Influenza Pandêmica (H1N1) 2009 – Monitoramento da Síndrome

Respiratória Aguda Grave (SRAG) em Hospitalizados

A partir do ano epidemiológico de 2010, iniciado em 03 de janeiro deste

ano, está recomendada a notificação e coleta de material biológico

apenas dos casos de Síndrome Respiratória Aguda Grave (SRAG) que

forem submetidos à internação hospitalar.

http://portal.saude.gov.br/portal/arquivos/pdf/informe_influenza_setembro_2010.pdf

Informe Técnico – Influenza - Estado de São Paulo

Atividade viral na fase pós-pandêmica – Atualização 5/5/2011

2010: co-circulação do vírus Influenza A(H1N1)2009 pandêmico, Influenza A(H3N2) e Influenza

B, com evidente predomínio dos dois últimos no estado, padrão compatível com o cenário global.

Até a SE 15/2011: 66% para VSR, 19% influenza A, 8% parainfluenza 1, 2 e 3, 5% influenza B

e 2% adenovírus

Diagnóstico Laboratorial:

Porque?

Orientação terapêutica e profilática.

Diagnóstico rápido: 24 hs

(somente infecções humanas)

Imunofluorescência (IF)

Ensaio Imunoenzimático (EIE)

Reação em cadeia pela polimerase (RT-PCR)

Real Time PCR

Diagnóstico Tradicional :

Isolamento de virus (até

1 mês)

• Conhecimento das

amostras circulantes

(ex: Influenza A e B)

Virus Influenza

Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial

Amostras clínicas:

humanos

suínos

equinos

Aspirado de nasofaringe

Detecção direta de antígenos virais:

www.abcam.co.jp

Secreção de nasofaringe processada por IF

Secreção de nasofaringe processada por Elisa

Detecção direta

do genoma viral:

RT-PCR

www.nih.go.jp

Real Time PCR: Protocolo do CDC

Cada amostra é testada por um conjunto de primers/probes:

- Infl A

- Universal swine (sw FluA)

- Swine H1 (swH1)

- Rnase P (RP)

www.who.int/.../swineflu/CDCrealtimeRTPCRprotocol_20090428.pdf

Quando a enzima alcança o

probe anelado, a atividade

5´exonucleásica da enzima

cliva o probe.

O aumento na distância entre

o Reporter e o Quencher

causa a transferência de

energia. (ALTA ENERGIA

(BAIXA ENERGIA)

Adição de um sonda duplamente

marcado (Reporter e Quencher)

que se anela a sequência específica

do molde (entre o primer sense e o

anti-sense)

(ALTA ENERGIA)

(BAIXA ENERGIA)

REAL TIME PCR - TAQMAN

Transferência de energia de um dye de alta energia para um dye de baixa

energia.

Virus Influenza

Isolamento em Cultura de Células

Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial

Amostras clínicas:

Aves: fezes frescas

swab de traquéia

swab de cloaca

tecidos (necropsia)

www.avian-influenza.com

Chicken with Highly Pathogenic Avian Influenza

www.myoops.org

Virus Influenza - Isolamento em ovos embrionados

Inoculação na

cavidade amniótica:

vírus influenza humano

Inoculação na

cavidade alantóica

Infecções humanas, suínos e equinos e AVES

news.bbc.co.uk

Detecção: reação de HA

Virus Influenza - Isolamento em ovos embrionados

Detecção: reação de HA

Identificação: reação de HI

Vírus Influenza

Análise de variantes virais (anual)

Virus isolados dos diferentes países são analisados pelos Centros

Colaboradores da OMS (Atlanta,USA;Londres,UK e Sidney,Austrália) e

definida a composição das vacinas para a próxima temporada. As

vacinas podem ser iguais ou diferentes para o hemisfério Sul ou Norte.

- um vírus similar ao vírus influenza A/California/7/2009 (H1N1) - cepa pandêmica

- um vírus similar ao vírus influenza A/Perth/16/2009 (H3N2)*

- um vírus similar ao vírus influenza B/Brisbane/60/2008

*A/Wisconsin/15/2009 e A/Victoria/210/2009 são cepas similares às cepas de vírus A/Perth/16/2009.

26/10/2010

PUBLICAÇÃO DAS CEPAS PARA VACINA INFLUENZA 2011 PELA ANVISA

Art. 3º As vacinas influenza, a serem utilizadas no Brasil a partir de Fevereiro de 2011 deverão

conter, obrigatoriamente, três tipos de cepas de vírus em combinação, e deverão estar dentro

das especificações abaixo descritas:

http://www.vacinagripe.com.br/eflu/front/index.jsp?siteCode=EFLU_BR

Vacinas

- o processo é longo e difícil de obter em larga escala

- a demanda é difícil de prever

- a vacina não pode ser estocada de um ano para outro

Aplicar em grupos prioritários com o intuito de reduzir a

morbi-mortalidade

- Pessoas com 60 anos ou mais

- Profissionais de saúde

- População indígena (acima de 6 meses de vida)

- Gestantes

- Crianças de 6 meses a menores de 2 anos.

http://portal.saude.gov.br/portal/saude/profissional/area.cfm?id_area=1650

Virus Influenza – Prepração de vacinas

Inoculação na cavidade alantóica de ovos embrionados de galinha

Vacinas - Influenza

Genes HA e NEFlu 1

Outros Genes Flu 2


Virus Influenza

Tratamento (para infecções humanas)

Específico: Inibidores de Neuraminidase (Influenza A e B)

Zanamivir (Relenza®) e Oseltamivir (Tamiflu®)

www.fluwikie.com

Drogas anti-virais

Oseltamivir (Tamiflu – Roche): 10 comprimidos, validade 3 anos. Para tratamento e prevenção.

Indicações:

- Profilaxia dos contatos íntimos de casos confirmados de

Influenza por novo subtipo viral

- Tratamento das infecções por Influenza

- Previne 50% das hospitalizações e reduz os sintomas emmédia em 1,5 dia até 48 horas do início dos sintomas

- Não há capacidade produtiva para toda a população

- Há possibilidade de gerar resistência

Tratamento (para infecções humanas)

Imunoterapia???

Virus Influenza

Wang & Palese, Nature, 2009

Mab F10 – se liga ao peptídeo de fusão de 8 dos 16 subtipos de HA

- Região estruturalmente conservada entre múltiplos subtipos virais

http://www.fao.org/ag/againfo/programmes/en/empres/Images/maps/2011/hpai_240211_6month.gif

http://www.wpro.who.int/health_topics/avian_influenza/

499 infecções humanas 295 óbitos

graphics.jsonline.com

vírus influenza a

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