Virologia Veterinaria Flores

VIROLOGIA

VETERINRIA

Eduardo Furtado Flores

(ORG.)

VIROLOGIAVETERINRIA

Santa Maria, 2007

Clovis Silva LimaFelipe Martins MllerHonrio Rosa NascimentoAdemar MichelsDaniela Lopes dos SantosEduardo Furtado FloresEliane Maria FoletoMaristela Brger RodriguesHonrio Rosa NascimentoJorge Luiz da CunhaMarcos Martins Neto Ronai Pires da RochaSilvia Carneiro Lobato Paraense

Maristela Brger RodriguesLuzia de Lima SantannaMarcio Oliveira Soriano sobre fotografi ade microscopia eletrnica de clulas de cultivo infectadas com herpesvrus bovino. Carolina Isabel GehlenLase Miolo Morais, Marcio Oliveira Soriano,Eduardo Furtado Flores

ReitorVice-reitor

Diretor da EditoraConselho Editorial

Reviso lingsticaNormalizao referncias bibliogrfi cas

Capa

Projeto grfi co e diagramaoIlustraes

Direitos reservados :Editora da Universidade Federal de Santa Maria

Prdio da Reitoria - Campus UniversitrioCamobi - 97119-900 - Santa Maria - RS

Fone/Fax: (55) 3220.8610e-mail: [email protected]

www.ufsm.br/editora

Ficha catalogrfi ca elaborada por Maristela Eckhardt CRB-10/737Biclioteca Central da UFSM

V819 Virologia veterinria / Eduardo Furtado Flores(organizador). Santa Maria : Ed. da UFSM,2007.888 p. ; 30 cm.

1. Medicina veterinria 2. Virologia I. Flores,Eduardo Furtado

CDU 619:578

Alice Alfi eri, MV, MSc. Doutor

Departamento de Medicina Veterinria Preventiva

Universidade Estadual de Londrina (UEL)

Londrina, PR, Brasil. 86051-970.

alfi [email protected]

Amauri A. Alfi eri, MV, MSc.Doutor



Londrina, PR, Brasil. 86051-970.

alfi [email protected]

Ana Cludia Franco, MV, MSc.,PhD

Departamento de Microbiologia

Instituto de Cincias Bsicas da Sade

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Porto Alegre, RS, Brasil. 90050-170

[email protected]

Ana Paula Ravazzolo, MV, D.Sc.

Faculdade de Veterinria



[email protected]

Clarice Weis Arns, MV, DSc.

Departamento de Microbiologia e Imunologia

Instituto de Biologia

Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Campinas, SP, Brasil. 13081-970

[email protected]

Clarissa Silveira Luiz Vaz, MV, MSc., Embrapa Sunos

e Aves (CNPSA)

Concrdia, SC, Brasil. 89.700-000,

clarissa.vaz@ufrgs. br

Cludio Wageck Canal, MV, MSc. Doutor

Departamento de Patologia Clnica Veterinria



claudio.canal@ufrgs. br

Diego Gustavo Diel, MV, MSc.

Laboratrio de Virologia


Universidade Federal de Santa Maria

Santa Maria, RS, Brasil. 97105-900

[email protected]

Elisabete Takiuchi, MV., MSc. Doutor



Londrina, PR, Brasil. 86051-970

[email protected]

Elizabeth Rieder, PhD.

Plum Island Animal Disease Center ARS, USDA

PO Box 848 Greenport

NY 11944 USA

[email protected]

Fernanda Silveira Flores Vogel, MV, MSc. Doutor


Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)


[email protected]

Fernando A. Osorio, MV, MSc. PhD

Department of Veterinary and Biomedical Sciences

University of Nebraska/Lincoln

Lincoln, Nebraska, USA. 68583-0905

[email protected]

COLABORADORES

Fernando Rosado Spilki, MV, MSc., Doutor

Departamento de Microbiologia e Imunologia

Instituto de Biologia

Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP)

Campinas, SP, Brasil. 13083-970

[email protected]

Gael Kurath, PhD

Microbiologist Western Fisheries Research Center

6505 NE 65th St.

Seattle, Washington, 98115. USA

[email protected]

Gustavo Delhon, MV, MSc.PhD

Department of Pathobiology

College of Veterinary Medicine

University of Illinois at Urbana-Champaign

Urbana, Illinois, USA.

[email protected]

Helena Beatriz de Carvalho R. Batista, MV, MSc.



[email protected]

Hernando Duque Jaramillo, MV, MSc. PhD

Plum Island Animal Disease Center

USDA-APHIS-VS-NVSL-FADDL

Greenport, New York USA.

11944-0848

Janice Reis Ciacci-Zanella, MV, MSc.PhD

Embrapa Sunos e Aves (CNPSA)

Concrdia, SC, Brasil. 89.700-000,

[email protected]

John D. Neill, DVM, PhD

National Animal Disease Center, USDA, ARS

2300 Dayton Avenue. P.O. Box 70

Ames, Iowa.USA. 50010

[email protected]

Julia Ridpath. PhD

National Animal Disease Center ARS - USDA

2300 Dayton Avenue. P.O. Box 70

Ames, IA, USA. 50010

[email protected]

Letcia Frizzo da Silva, MV, MSc.

Laboratrio de Virologia




[email protected]

Luciane Teresinha Lovato, MV, MSc., PhD

Departamento de Microbiologia e Parasitologia



[email protected]

Luiz Carlos Kreutz, MV, MSc., PhD

Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinria

Universidade de Passo Fundo (UPF)

Passo Fundo, RS, Brasil. 99001-970

[email protected]

Luis L. Rodriguez, MV. PhD

Foreign Animal Disease Research Unit


PO Box 848 Greenport NY 11944. USA.

[email protected]

Marcelo de Lima, MV, MSc.

Department of Veterinary and Biomedical Sciences

University of Nebraska/Lincoln

Lincoln, Nebraska, USA. 68683-0905

[email protected]

Maria Elisa Piccone, PhD


PO Box 848 Greenport, NY. 11944. USA

[email protected]

Mariana S e Silva, MV, MSc.

Setor de Virologia




[email protected]

Mrio Celso Speroto Brum, MV, MSc.

Setor de Virologia




[email protected]

Mauro Pires Moraes, MV, MSc., Doutor

Departamento de Veterinria

Universidade Federal de Viosa

Viosa, MG, Brasil. 36570-000

[email protected]

Paulo Michel Roehe, MV, MSc.PhD

Instituto de Pesquisas Veterinrias Desidrio Finamor

FEPAGRO Sade Animal

Eldorado do Sul, RS, Brasil. 92 990-000 &

Instituto de Cincias Bsicas da Sade

Departamento de Microbiologia


Porto Alegre, RS, Brasil 90 050 -170

[email protected]

Paulo Renato dos Santos Costa, MV, MSc., Doutor

Departamento de Veterinria

Universidade Federal de Viosa

Viosa, MG, Brasil. 36570-000

prenato@ufv. br

Renata Dezengrini, MV, MSc.

Setor de Virologia




[email protected]

Renata Servan de Almeida, MV, MSc.Doutor

CIRAD - Dpartement Systmes Biologiques

UPR 15 Controle ds Maladies Animales

Exotiques et Emergentes

34398 Montpellier cedex 5 France

[email protected]

Rudi Weiblen, MV, MSc., PhD




[email protected]

Sheila Wosiacki, MV., MSc. Doutor

Centro de Cincias Agrrias,

Universidade Estadual de Maring (UEM)

Campus Umuarama

Maring, PR, Brasil. 87020-900

[email protected]

Ubirajara M. da Costa, MV, MSc.Doutor

Departamento de Medicina Veterinria Preventiva e Tecnologia

Centro de Cincias Agroveterinrias

Universidade Estadual de Santa Catarina (UDESC)

Lages, SC, Brasil. 88520-000

[email protected]

Zlia Ins Portela Lobato. MV, PhD.

Escola de Veterinria Departamento de Medicina

Veterinria Preventiva

Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)

Belo Horizonte, MG, Brasil. 34992-101

[email protected]

A presente obra foi concebida para preencher uma lacuna existente na bibliografi a dedicada Virologia Veterinria na lngua portuguesa. O crescimento notvel do ensino e pesquisa em Virologia Animal no Brasil, nas ltimas dcadas, infelizmente no foi acompanhado por um aumento equiva-lente na literatura disponvel. Neste perodo, o acmulo fantstico de conhecimentos acerca da gen-tica e biologia dos agentes virais, proporcionado pelo desenvolvimento e popularizao das tcnicas moleculares, tem tornado algumas obras clssicas gradativamente desatualizadas e obsoletas. Exis-tem bons livros de Virologia Animal e excelentes tratados de Virologia Geral e Molecular na lngua inglesa. No entanto, esses textos so temporariamente inacessveis a uma parcela considervel dos estudantes de graduao que se interessam e ingressam no mundo fascinante da Virologia. Esta obra, pois, tem por objetivo fornecer aos iniciantes em Virologia, que, porventura, sejam tambm iniciantes na lngua inglesa, um contedo atualizado e abrangente da Virologia Animal, com nfase aos animais de interesse veterinrio.

O presente texto direcionado aos iniciantes em Virologia, sejam eles estudantes de graduao, ps-graduao ou mdicos veterinrios; e tem como objetivo fornecer informaes bsicas sobre a estrutura, biologia, patogenia, diagnstico e controle dos principais vrus de interesse veterinrio. Os principais aspectos da biologia molecular e replicao viral so abordados de maneira simples e de fcil compreenso, para embasar o entendimento da patogenia, resposta imunolgica e diagnstico dessas infeces. A omisso de informaes mais detalhadas sobre a biologia molecular dos vrus foi intencional. Tal detalhamento est um pouco alm da informao usualmente buscada por iniciantes em livros-texto. Por outro lado, os estudantes em nveis mais avanados podem recorrer a excelentes livros existentes na lngua inglesa.

Um grande desafi o enfrentado durante a elaborao deste texto foi acompanhar a dinmica das descobertas e constataes na rea da Virologia Molecular. A dinmica do conhecimento gerado nesta rea exigir atividades de reviso e atualizao constantes do contedo, sob a pena de deix-lo obsole-to em poucos anos. Os avanos nas reas de vacinologia e teraputica antiviral tambm se intensifi ca-ram neste perodo, permitindo aos autores relatar as mais recentes conquistas cientfi co-tecnolgicas nessas reas.

A dinmica das interaes dos vrus com os seus hospedeiros no ambiente natural tambm re-presenta um desafi o para a elaborao de textos descritivos. No perodo de elaborao desta obra aproximadamente trs anos surgiram novos vrus e novas doenas; e vrus j conhecidos cruzaram a barreira de espcies e infectaram hospedeiros inusitados. Ou seja, a evoluo natural das infeces vricas no ambiente natural to dinmica que exige uma reviso contnua de conceitos.

Este livro encontra-se dividido em duas partes. A parte inicial aborda os aspectos gerais da Viro-logia Animal, discorrendo sobre a estrutura, classifi cao e nomenclatura, gentica e evoluo, mto-dos de deteco e identifi cao de vrus, aspectos gerais da replicao viral, replicao de vrus DNA e RNA, patogenia das infeces, epidemiologia, imunidade a vrus, diagnstico laboratorial e vacinas. Embora o enfoque desta parte seja direcionado para a Virologia Animal, os conceitos e aspectos nela tratados so tambm aplicveis a vrus que infectam humanos. Assim, este texto pode til tambm para os demais estudantes das reas biomdicas.

INTRODUO

A segunda parte trata individualmente das famlias virais de importncia em medicina veterin-ria. Os captulos foram elaborados seguindo algumas orientaes com relao organizao e conte-do. Dessa forma, cada captulo especfi co dividido em duas partes: a seo inicial aborda os aspectos gerais da respectiva famlia, a estrutura dos vrions, a estrutura e organizao genmica, expresso gnica, replicao do genoma e o ciclo replicativo. Um dos maiores desafi os enfrentados na elabo-rao deste texto foi obter um equilbrio entre o nvel de aprofundamento nos aspectos biolgicos e moleculares com a nfase necessria nos aspectos epidemiolgicos, clnico-patolgicos e diagnsticos. Os aspectos moleculares da biologia dos vrus foram abordados de maneira simplifi cada para facilitar o entendimento por iniciantes da rea. Um maior detalhamento nos aspectos biolgicos e moleculares da estrutura e replicao dos vrus pode ser encontrado nos livros especializados.

A segunda parte de cada captulo especfi co dedicada s doenas de importncia veterin-ria causadas por membros das respectivas famlias. Esta seo discorre acerca das caractersticas do agente, epidemiologia, patogenia, sinais clnicos e patologia, diagnstico, controle e profi laxia das doenas por ele causadas. Algumas famlias possuem vrios vrus associados com doenas animais de importncia sanitria e econmica; enquanto outras possuem poucos patgenos animais. Por isso, a disparidade de contedo e extenso dos diferentes captulos. O ltimo captulo apresenta algumas famlias virais que possuem importncia limitada em medicina veterinria. Algumas dessas famlias abrigam patgenos exclusivamente humanos; outras abrigam vrus que infectam somente animais sem interesse econmico ou afetivo; enquanto outras congregam vrus cujo interesse maior reside nos seus aspectos biolgicos e moleculares.

Os autores

Uma obra deste porte somente poderia ser elaborada com a colaborao de vrias pessoas. E nada mais justo do que agradecer a todos aqueles que tornaram possvel concretiz-la. Aos colegas colaboradores, pela disposio em dedicar uma parte importante do seu tempo na elaborao dos captulos. desnecessrio list-los aqui, pois os seus nomes se encontram nos respectivos captulos ou sees.

Aos colegas e amigos de longa data, com quem a elaborao de um livro de Virologia Veterinria foi tema de inumerveis conversas e planos em congressos e reunies cientfi cas nestes ltimos 15 anos. Janice Ciacci-Zanella, Clarice Arns, Ana Paula Ravazollo, Amauri Alfi eri, Luciane Lovato, Mauro Moraes, Paulo Roehe, Luiz Carlos Kreutz e Rudi Weiblen, entre outros, o meu agradecimento e a certeza de que este livro representa a concretizao de um sonho de todos ns.

O agradecimento aos colegas estrangeiros, que entenderam a importncia de um livro-texto como este e dedicaram parte de seu tempo para auxiliar a elabor-lo: Drs. Julie Ridpath, John Neill, Luis Rodriguez, Gael Kurath, Fernando Osorio, Maria Elisa Piccone, Gustavo Delhon, Elisabeth Rie-der e Hernando Duque.

Devo um agradecimento especial a trs colegas que contriburam muito alm da elaborao dos respectivos captulos, participando de vrios outros, enviando sugestes, traduzindo, revisando e re-formulando os textos submetidos: Dr Luiz Carlos Kreutz, Dra. Fernanda Silveira Flores Vogel e Md. Vet. doutoranda Renata Dezengrini.

Gostaria de externar o meu reconhecimento e gratido equipe do Setor de Virologia da UFSM, composta por mestrandos e doutorandos, que participaram ativamente de todo o processo de elabo-rao, edio e reviso desta obra. Grande parte da qualidade e propriedade deste texto se deve s interminveis discusses e revises de captulos, patrocinadas por um grupo cheio de entusiasmo e motivao. Ao Mrio Celso S. Brum, Diego G. Diel, Evandro Winkelmann, Sabrina R. Almeida, Sandra Arenhart, Andria Henzel, Renata Dezengrini, Mariana S e Silva, Helton dos Santos, Letcia Frizzo da Silva e Marcelo Weiss, com certeza de que vocs possuem parte importante nessa obra.

Agradeo tambm aos colegas professores Slvia Hbner (UFPEL) e Valria Lara Carregaro (UFSM) pelas revises e colaborao em captulos especfi cos. profa. Maristela Brger Rodrigues, pela reviso gramatical; Carolina Gehlen, pela diagramao; Zlide Bayer Zucheto e prof. Honrio Rosa Nascimento, da Editora da UFSM, pelo apoio para que a edio deste livro fosse possvel.

Alm do apoio da Editora da UFSM, parte do trabalho grfi co (elaborao de fi guras, diagrama-o, reviso gramatical) e pagamento de direitos autorais foram custeados com recursos da taxa de bancada de Produtividade em Pesquisa do CNPq do Organizador. A arte fi nal e capa somente foram possveis com o auxlio do Centro de Cincias Rurais, na pessoa do seu Diretor, prof. Dalvan Jos Reinert, e da vice-reitoria, pelo Prof. Felipe Mller, a quem agradecemos.

Quero tambm manifestar o meu agradecimento e admirao pelo trabalho grfi co magnfi co realizado pelos acadmicos do Curso de Desenho Industrial da UFSM, Lase Miolo Moraes e Mrcio Oliveira Soriano. Eles foram os responsveis diretos por grande parte das ilustraes desta obra; e responsveis indiretos pela parte restante, cuja confeco lhes foi subtrada pelo seu entusiasmado aprendiz. Ao fi nal do trabalho, tivemos como resultados: um conjunto formidvel de ilustraes; dois

AGRADECIMENTOS

Eduardo Furtado Flores, MV. MSc. PhDProfessor Associado

Departamento de Medicina Veterinria Preventiva (DMVP)Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Santa Maria, RS, Brasil.

97105-900 fl [email protected]

Eduardo Furtado Flores natural de Santa Maria, RS (25/10/61); com graduao (1983) e mestrado (1989) em Medicina Veterinria pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Possui PhD em Virologia Molecular pela Universidade de Nebraska/Lincoln, Estados Unidos (1995). professor do Departamento de Medicina Veterinria Preventiva da UFSM desde 1991, responsvel pelas discipli-nas de Epidemiologia Geral Veterinria e Sade Pblica Veterinria na graduao; e pelas disciplinas Epidemiologia Veterinria, Virologia Molecular e Introduo Biologia Molecular na ps-graduao. Faz parte do Conselho Editorial da Editora da UFSM; pesquisador de produtividade em pesqui-sa (1C) do CNPq desde 1997; e editor adjunto de Virologia da revista Pesquisa Veterinria Brasileira. Divide as suas atividades didticas e editoriais com a rotina de diagnstico virolgico no Setor de Virologia (SV/UFSM) e com a orientao de bolsistas de iniciao cientfi ca, mestrado e doutorado. Coordena pesquisas nas reas de epidemiologia molecular e patogenia das infeces pelos vrus da diarria viral bovina e herpesvrus bovino tipos 1 e 5.

acadmicos de Desenho Industrial com certo conhecimento de Virologia e um virologista afi ccionado pela arte de ilustrar grafi camente a biologia dos vrus. E isso s o incio...

Parte I - Virologia Geral

1 Estrutura e composio dos vrusEduardo Furtado Flores

2 Classi cao e nomenclatura dos vrus Luciane Teresinha Lovato

3 Deteco, identi cao e quanti cao de vrus Mrio Celso S. Brum & Rudi Weiblen

4 Gentica e evoluo viral Mauro Pires Moraes & Hernando Duque Jaramillo

5 Replicao viralEduardo Furtado Flores & Luiz Carlos Kreutz

6 Replicao dos vrus DNAGustavo Delhon

7 Replicao dos vrus RNAMaria Elisa Piccone & Eduardo Furtado Flores

8 Patogenia das infeces vricas Eduardo Furtado Flores

9 Resposta imunolgica contra vrusLuiz Carlos Kreutz

10 Epidemiologia das infeces vricas Eduardo Furtado Flores

11 Diagnstico laboratorial de infeces vricas Eduardo Furtado Flores

12 Vacinas vricas Cludio Wageck Canal & Clarissa Silveira Luiz Vaz

19

37

59

87

107

137

165

189

237

261

295

327

SUMRIO

Parte II - Virologia Especial

13 Circoviridae Janice R. Ciacci-Zanella

14 ParvoviridaeMauro Pires Moraes e Paulo Renato da Costa

15 Papillomaviridae Amauri Al eri, Alice Al eri & Sheila Wosiacki

16 AdenoviridaeMauro Pires Moraes & Paulo Renato da Costa

17 HerpesviridaeAna Cludia Franco & Paulo Michel Roehe

18 PoxviridaeCludio Wageck Canal

19 AsfarviridaeGustavo Delhon

20 CaliciviridaeJohn Neill

21 PicornaviridaeElisabeth Rieder & Mrio Celso S. Brum

22 Flaviviridae Julia Ridpath & Eduardo Furtado Flores

23 TogaviridaeEduardo Furtado Flores

24 CoronaviridaeLuciane Teresinha Lovato & Renata Dezengrini

25 ArteriviridaeMarcelo de Lima & Fernando A. Osorio

26 ParamyxoviridaeClarice Weis Arns, Fernando R. Spilki & Renata Servan de Almeida

27 RhabdoviridaeLuis Rodriguez, Helena R. Batista, Paulo Michel Roehe & Gael Kurath

361

375

397

413

333

489

513

525

537

563

593

613

639

657

689

28 OrthomyxoviridaeEduardo Furtado Flores, Luciane T. Lovato, Mariana S e Silva, Renata Dezengrini & Diego G. Diel

29 BunyaviridaeFernanda Silveira Flores Vogel

30 ReoviridaeAmauri Al eri, Alice Al eri, Elisabete Takiuchi & Zlia I. P. Lobato

31 RetroviridaeAna Paula Ravazzollo & Ubirajara da Costa

32 Outras famlias virais Fernanda Silveira Flores Vogel & Eduardo Furtado Flores

Abreviaturas e siglas

Glossrio

721

755

773

809

839

861

871

PARTE I

VIROLOGIA GERAL

1 Introduo

2 Estrutura das partculas vricas

2.1 O genoma

2.2 O capsdeo

2.3 O envelope

2.4 A matriz

3 Protenas virais

4 Outros componentes dos vrions

4.1 Enzimas

4.2 Outras protenas virais

4.3 Lipdios

4.4 Carboidratos

4.5 cidos nuclicos celulares

4.6 Protenas celulares

5 Partculas vricas anmalas

6 Propriedades fsico-qumicas

7 Bibliogra a consultada

21

21

30

31

32

33

33

ESTRUTURA E COMPOSIO DOS VRUSEduardo Furtado Flores 1

23

25

28

29

31

31

31

31

31

32

1 Introduo

Os vrus so os microorganismos menores e mais simples que existem. So muito menores do que clulas eucariotas e procariotas e, ao contr-rio destas, possuem uma estrutura simples e est-tica. Esses agentes no possuem a maquinaria ne-cessria para a produo de energia metablica e para a sntese de protenas e, por isso, necessitam das funes e do metabolismo celular para se multiplicar. Fora de uma clula viva os vrus so estruturas qumicas. A sua atividade biolgica s adquirida no interior de clulas vivas, por isso so parasitas intracelulares obrigatrios.

O genoma viral cido ribonuclico (RNA) ou desoxirribonuclico (DNA) codifi ca apenas as informaes necessrias para assegurar a sua multiplicao, empacotamento do genoma e para subverso de funes celulares em benefcio da sua multiplicao. Ao contrrio de clulas euca-riotas e procariotas, os vrus no crescem ou se dividem; e sim so produzidos pela associao dos seus componentes pr-formados no interior da clula infectada.

A palavra vrus utilizada para designar o agente biolgico, o microorganismo. A estrutura fsica denominada partcula viral, partcula v-

rica ou simplesmente vrion. A nomenclatura uti-lizada para designar as diversas hierarquias da classifi cao taxonmica dos vrus (ordem, fam-lia, subfamlia, gnero, espcie) ser apresentada no Captulo 2. No presente captulo, a terminolo-gia vernacular ser utilizada. Por exemplo: o ter-mo picornavrus ser utilizado para referir-se aos membros da famlia Picornaviridae; os membros da famlia Orthomyxoviridae sero chamados de ortomixovrus.

2 Estrutura das partculas vricas

A unidade fundamental o indivduo dos vrus denominada partcula vrica, partcula viral ou simplesmente vrion. As dimenses, morfolo-gia e complexidade das partculas vricas variam amplamente entre os vrus das diferentes fam-lias. A grande maioria dos vrions possui dimen-ses ultramicroscpicas, com dimetro que varia entre 15 e 22 nanmetros (nm) nos circovrus; e entre 200 e 450 nm nos poxvrus; e s pode ser visualizada sob microscopia eletrnica (ME). As excees so alguns poxvrus que so maiores e podem ser visualizados sob microscopia tica (Figura 1.1).

Figura 1.1. Escala logartmica mtrica, ilustrando as dimenses dos vrus comparativamente com clulas animais,bactrias emacromolculas.Opoderde resoluodasmicroscopiastica e eletrnica indicadoporbarras.

10(1mm)

-3 10(0,1mm)

-4 10(10 m)

-5

10(1 m)

-6

10

(0,1m)

-710

(10nm)

-8 10(1nm)

-9 10(1A)

-10

Poxvrus

Clulasanimais

Vrus eribossomos ProtenasBactrias

Microscopia tica

Microscopia eletrnica

10(1cm)

-2

Fonte: adaptado de Flint et al. 2000 .( )

22 Captulo 1

condies ambientais que rapidamente inativa-riam o cido nuclico. Por isso, o capsdeo e o envelope so crticos para a manuteno da in-tegridade e viabilidade do genoma, que contm as informaes essenciais para a multiplicao do vrus. Outras funes importantes dos com-ponentes superfi ciais das partculas vricas so o reconhecimento e interao com estruturas da membrana da clula hospedeira. Essas interaes so essenciais para a penetrao do agente na c-lula e incio da sua replicao.

A arquitetura e modo com que as partculas vricas so construdas devem permitir o desem-penho de duas funes fundamentais: a) prote-o do genoma durante o transporte entre clulas e entre hospedeiros, e b) liberao do genoma n-tegro e vivel aps a penetrao na clula hospe-deira. A evoluo fez com que a arquitetura das partculas vricas tenha sido adequada para cum-prir essas tarefas. Ou seja, os vrions so resisten-tes o sufi ciente para proteger o genoma no exte-rior das clulas e so facilmente desintegrados ao penetrarem na clula hospedeira, para permitir a pronta liberao do genoma no seu interior. Essas duas propriedades, aparentemente opostas, que so particularmente bem evidentes em alguns v-rus sem envelope, caracterizam o que se conven-cionou denominar de estrutura metaestvel.

De acordo com a estrutura bsica das part-culas, dois grupos principais de vrus podem ser reconhecidos: os vrus sem envelope e os vrus com envelope (Figura 1.2). Os vrions mais sim-ples so compostos pelo genoma recoberto por uma camada simples de protena, denominada capsdeo. Os vrus mais complexos possuem ge-nomas longos associados com vrias protenas, recobertos por capsdeos complexos, revestidos externamente por uma membrana lipoprotica de origem celular, denominada envelope. As ca-madas proticas que envolvem o genoma (caps-deo, envelope) so freqentemente denominadas de envoltrios virais. Os conceitos principais re-lacionados estrutura e componentes dos vrions esto apresentados no Quadro 1.1.

Figura 1.2. Estrutura fundamental das partculas vricase seus componentes. Representao esquemtica de umvrion sem envelope (A) e com envelope (B).

Genoma

Capsdeo

A

B

Genoma

Capsdeo

Envelope

A funo primordial dos envoltrios virais (capsdeo e envelope) proteger o genoma de danos fsicos, qumicos ou enzimticos durante a transmisso entre clulas e entre hospedeiros. Nessa etapa, os vrions podem ser expostos a

- O constitudo por RNA ou DNA.

- O a camada protica querecobre o genoma.

- Os so as unidades proticasque compe o capsdeo.

- Os so as unidadesmorfolgicas do capsdeo.

- O a estrutura formadapelo genoma + capsdeo.

- O a membrana lipoproticaque recobre o nucleocapsdeo

- O a partcula vrica completa, infecciosa.

genoma

capsdeo

protmeros

capsmeros

nucleocapsdeo

envelope

vrion

VRUS - DEFINIESE CONCEITOS

Quadro 1.1. Conceitos e definies fundamentais.

Estrutura e composio dos vrus 23

2.1 O genoma

O genoma dos vrus constitudo por mo-lculas de cido ribonuclico (RNA) ou desoxir-ribonuclico (DNA), nunca pelos dois. Por isso, esses agentes so comumente denominados de vrus RNA ou vrus DNA. Em geral, os vrus das diversas famlias contm apenas uma cpia do genoma por vrion (so haplides). Uma exce-o so os retrovrus, que possuem duas cpias idnticas do genoma (so diplides). A extenso, estrutura, organizao genmica e o nmero de genes contidos no genoma variam amplamen-te entre os diferentes vrus. Os menores vrus animais (circovrus) possuem uma molcula de DNA com aproximadamente 1.700 nucleotdeos (1,7 quilobases, kb) como genoma; os vrus maio-res possuem um genoma DNA com mais de 350 kb (poxvrus). O nmero de genes e conse-qentemente o nmero de protenas codifi cadas tambm varia entre os diferentes vrus. Alguns vrus de plantas codifi cam apenas uma protena, enquanto o genoma dos poxvrus codifi ca mais de 100.

Em geral, o genoma dos vrus muito com-pacto e codifi ca apenas as protenas essenciais para assegurar a sua replicao e transmisso. Resumidamente, essas funes compreendem: a) assegurar a replicao do genoma (enzimas poli-merases de RNA e DNA e protenas acessrias); b) subverter funes celulares em seu benefcio (protease leader no vrus da febre aftosa [foot and mouth disease virus, FMDV]) e c) empacotar o ge-noma (protenas do capsdeo e envelope). Essas funes so codifi cadas pelo genoma de, virtual-mente, todos os vrus. Alguns vrus mais comple-xos codifi cam funes adicionais que, de alguma forma, favorecem a sua multiplicao e dissemi-nao.

O tipo e estrutura do genoma de muitos vrus diferem do padro clssico observado nos cidos nuclicos de eucariotas e procariotas. Nes-ses organismos, o genoma constitudo por mo-lculas de DNA de cadeia dupla (ds, double-stran-ded); enquanto os RNAs possuem fi ta simples (ss, single-stranded). Os genomas dos vrus apresen-tam variaes de tipo e estrutura, que incluem

desde genomas de DNA de fi ta simples (ssDNA) at RNA de fi ta dupla (dsRNA) (Tabelas 1.1 e 1.2, em anexo).

A maioria dos vrus DNA possui o cido nuclico genmico como uma molcula de fi ta dupla. As excees so os parvovrus (cadeia simples linear), os circovrus (cadeia simples cir-cular) e os hepadnavrus (cadeia parcialmente dupla). O termo circular refere-se continuidade da cadeia de DNA e no forma geomtrica ado-tada pela molcula. Ao contrrio dos genomas lineares, que apresentam as extremidades livres, os genomas circulares apresentam a cadeia cont-nua, sem extremidades.

Os poliomavrus e papilomavrus possuem uma molcula de DNA de cadeia dupla circular. Essa molcula apresenta-se enrolada/tensionada sobre o seu eixo longitudinal (do ingls: supercoi-led) e est associada com protenas celulares de-nominadas histonas, tanto nas clulas infectadas como nos vrions. Os parvovrus possuem uma molcula de DNA de cadeia simples, cujas extre-midades possuem seqncias complementares invertidas (palindromes). Essa caracterstica per-mite que as extremidades do genoma se dobrem sobre si mesmas, pareando com a sua regio complementar e formando estruturas semelhan-tes a grampos de cabelo (hairpins). Os genomas dos adenovrus e herpesvrus so molculas de DNA de cadeia dupla linear. Nos herpesvrus, o genoma linear apenas nos vrions, pois assume a topologia circular (devido ao pareamento com-plementar nas extremidades) logo aps a entrada no ncleo da clula. O genoma dos hepadnavrus uma molcula de DNA de cadeia parcialmente dupla (aproximadamente 3/4), o restante pos-sui cadeia simples. As extremidades da cadeia completa fazem um pareamento de bases entre si, conferindo molcula a topologia circular (a cadeia de DNA no contnua). Os poxvrus possuem uma molcula de DNA de cadeia dupla linear; porm as duas cadeias so contnuas, ou seja, no h extremidades livres. Uma ilustrao simplifi cada da morfologia das partculas e da topologia do genoma dos vrus DNA est apre-sentada na Figura 1.3.

24 Captulo 1

O cido nuclico genmico de todos os vrus RNA composto por molculas lineares. Em al-gumas famlias (Orthomyxoviridae e Bunyaviridae), essas molculas circularizam pelo pareamento de seqncias complementares, localizadas nas ex-tremidades, formando estruturas que lembram cabos de panela (panhandles). A maioria dos vrus RNA possui o seu cido nuclico genmico como uma molcula de cadeia simples. As excees so os reovrus e os birnavrus, cujos genomas so formados por segmentos de RNA de cadeia dupla (10 a 12 segmentos nos reovrus, dois nos birnavrus). Os genomas dos vrus RNA de ca-deia simples podem ser constitudos por uma nica molcula (no-segmentados) ou por mais de uma molcula (genomas segmentados: sete a oito molculas de RNA nos ortomixovrus, trs nos buniavrus e duas nos arenavrus).

O genoma de alguns vrus RNA de cadeia simples possui o mesmo sentido do RNA men-sageiro (mRNA) e pode ser diretamente traduzi-do pelos ribossomos da clula hospedeira. Isso

possvel porque a seqncia de nucleotdeos, que codifi ca os aminocidos constituintes da prote-na, est alinhada no mesmo sentido da seqncia genmica. Esses mRNA (e os respectivos vrus) so denominados RNA de sentido ou polarida-de positiva; ou simplesmente RNA+. A primeira etapa intracelular do ciclo replicativo desses vrus a traduo parcial ou total do RNA genmico, resultando na produo de protenas virais, entre as quais a enzima polimerase de RNA (replicase), que ir replicar o genoma.

Outros vrus RNA de cadeia simples pos-suem genomas que no podem ser diretamente traduzidos, pois possuem o sentido contrrio (an-tissense) ao mRNA. Esses genomas (e os respec-tivos vrus) so denominados de RNAs de sen-tido ou polaridade negativa (RNA-). Esses vrus trazem a enzima polimerase de RNA nos vrions para permitir o incio da replicao do genoma. A etapa inicial da replicao a sntese de uma cpia de RNA de polaridade positiva (mRNA) a partir do RNA genmico. Ou seja, nesses vrus, a sntese protica ocorre pela traduo do mRNA, que possui sentido antigenmico.

Os genomas RNA dos buniavrus e arena-vrus no so diretamente traduzidos pelos ri-bossomos, sendo considerados RNA de sentido negativo. Esses RNAs servem de molde para a transcrio e produo de cpias de RNA de sen-tido positivo (RNA+ ou mRNA) de extenso par-cial ou total do genoma. No entanto, em alguns desses vrus, um dos segmentos de RNA codifi ca protenas tanto no sentido do genoma como na molcula de sentido oposto (antigenmico). Essa estratgia de expresso gnica denominada am-bissense e uma caracterstica nica dessas fam-lias.

Nos reovrus e birnavrus (genomas RNA segmentados de fi ta dupla), a cadeia negativa serve de molde para a transcrio e produo de mRNA (RNA- RNA+). A cadeia complemen-tar de RNA genmico (sentido positivo) no traduzida. Essa molcula serve apenas de molde e para parear com a cadeia negativa. A Figura 1.4 apresenta uma ilustrao simplifi cada da morfo-logia dos vrions e topologia do genoma dos v-rus RNA.

Circoviridae Parvoviridae

Hepadnaviridae

PolyomaPapilloma

viridaeviridae

Adenoviridae Herpesviridae Poxviridae

Asfarviridae

Figura 1.3. Ilustrao simplificada da morfologia dosvrions eda topologiadogenomadosvrusDNA.

Fonte: adaptado de Gelderson, H. R. www.gsbs.utmb.edu


2.2 O capsdeo

O capsdeo (tambm chamado de cpsula) a camada protica que recobre externamente o genoma. Nos vrus que no possuem envelope, o capsdeo representa o nico envoltrio do ci-do nuclico viral. Alm dessa cobertura protica, o genoma de alguns vrus encontra-se associado com uma ou mais protenas de origem viral (p. ex.: adenovrus e reovrus) ou da clula hospedei-ra (poliomavrus e papilomavrus). As protenas que esto associadas ao genoma geralmente pos-suem carter bsico, sendo formadas predomi-nantemente por aminocidos com carga positiva. Essa estrutura, geralmente compacta (genoma + protenas associadas), denominada core ou n-cleo. O conjunto formado pelo core + capsdeo comumente denominado nucleocapsdeo. Nos v-rus envelopados, o nucleocapsdeo recoberto

externamente pela membrana lipoprotica que constitui o envelope (Figura 1.2).

A funo do capsdeo proteger o material gentico e proporcionar a transferncia do v-rus entre clulas e entre hospedeiros. Nos vrus sem envelope, a superfcie externa do capsdeo responsvel pelas interaes iniciais dos vrions com a clula hospedeira no processo de penetra-o do vrus. Nesses vrus, as protenas localiza-das na superfcie do capsdeo tambm interagem com componentes do sistema imunolgico e so alvos importantes para anticorpos com atividade neutralizante.

Os capsdeos so formados pela associao de subunidades proticas denominadas protme-ros, que se constituem nas suas unidades estrutu-rais. A associao dessas protenas pode formar estruturas tridimensionais bem defi nidas, geral-mente na forma de pequenas salincias visveis na superfcie dos vrions. Essas estruturas consti-

Picornaviridae Astroviridae Caliciviridae Flaviviridae Arteriviridae Togaviridae

Coronaviridae Retroviridae Reoviridae Bunyaviridae

Orthomyxoviridae Arenaviridae Filoviridae Rhabdoviridae Paramyxoviridae

Birnaviridae

Figura 1.4. Ilustrao simplificada da morfologia dos vrions e da topologia do genoma dos vrus RNA.

Fonte: adaptado de www.gsbs.utmb.eduGelderson, H. R.

26 Captulo 1

tuem-se nas unidades morfolgicas do capsdeo, tambm denominadas capsmeros. Cada caps-mero pode ser formado por uma nica protena, pela associao de molculas de uma mesma pro-tena ou por diferentes protenas (Figura 1.5).

O icosaedro se constitui em uma estrutura quase esfrica com uma cavidade interna. Os capsdeos icosadricos (tambm denominados cbicos) so formados pela associao de 20 uni-dades triangulares planas idnticas, unidas entre si em 12 vrtices e arranjadas ao redor de uma esfera imaginria (Figura 1.6). Eixos imaginrios traados atravs do icosaedro do origem a trs possveis planos de simetria: bilateral (two-fold), trilateral (three-fold) e pentalateral (fi ve-fold). O nmero de unidades que compem cada unida-de triangular varivel e d origem a variaes estruturais entre os capsdeos de diferentes vrus. O icosaedro representa a otimizao estrutural para a construo de um envoltrio resistente, compacto e com mxima capacidade de armaze-namento, podendo ser composto por mltiplas cpias de uma mesma protena.

Assim, o capsdeo pode ser formado por c-pias de uma mesma protena (vrus do mosaico, rabdovrus) ou por diferentes tipos de protenas (mais de dez tipos diferentes nos reovrus), e to-das se encontram em mltiplas cpias e so codi-fi cadas pelo genoma viral. Os capsdeos compos-tos por cpias mltiplas de uma mesma protena representam um exemplo de efi cincia estrutural de armazenamento e economia de espao no ge-noma, pois um nico gene codifi ca a protena ne-cessria para formar todo o envoltrio viral. Inde-pendente do nmero de protenas que compem o capsdeo, a associao entre essas protenas pode resultar em capsdeos com duas simetrias principais: icosadrica e helicoidal (Figura 1.5).


Os capsdeos helicoidais so formados por mltiplas cpias de uma mesma protena. Essas protenas se associam entre si e com o cido nu-clico, revestindo externamente o genoma. Essa associao resulta em uma estrutura espiralada alongada, fl exvel ou relativamente rgida (Figu-ra 1.7). As dimenses dos nucleocapsdeos heli-coidais variam muito, dependendo da extenso do genoma, podendo atingir at 1.800 nm nos fi lovrus.

A maioria dos vrus animais possui capsde-

os icosadricos ou helicoidais, mas alguns (poxv-

rus, iridovrus e bacterifagos) possuem capsde-

os com arquitetura mais complexa, denominados

genericamente capsdeos complexos.

Com base na arquitetura, simetria e comple-

xidade de arquitetura, os vrions de diferentes

famlias podem ser agrupados em cinco grupos

estruturais (Figura 1.8):

Os capsdeos helicoidais de alguns vrus de plantas apresentam-se como cilindros fl exveis ou rgidos, no interior do qual est localizado o genoma. So todos vrus sem envelope. Os vrus animais que possuem nucleocapsdeos helicoi-dais possuem genoma RNA de sentido negativo e so todos envelopados. O nucleocapsdeo heli-coidal desses vrus formado pela associao de cpias mltiplas da protena do capsdeo com o genoma, que adota uma forma espiralada. Nos rabdovrus, o nucleocapsdeo adota uma forma bem defi nida, semelhante a um projtil de arma de fogo, no interior do qual se aloja o genoma espiralado (Figura 1.7A). Na maioria dos vrus, o nucleocapsdeo helicoidal fl exvel e enovela-se sobre si mesmo e sobre o genoma sem adotar uma forma defi nida (Figura 1.7 B).

A B

Figura 1.7. Ilustrao esquemtica de nucleocapsdeoshelicoidais. A. Nucleocapsdeo helicoidal commorfologia definida; B. Nucleocapsdeo helicoidalflexvel.

3

1A 1B

2A 2B

1. Capsdeo icosadrico

2. Capsdeo helicoidal

Figura 1.8. Os cinco principais tipos estruturais dosvrus. 1. Vrions com capsdeos icosadricos: 1A. Semenvelope; 1B. Com envelope. 2. Vrions com capsdeoshelicoidais: 2A. Sem envelope; 2B. Com envelope. 3.Vrion comsimetria complexa.

Fonte: adaptada de Carter et al. (2005).

28 Captulo 1

sem envelope, capsdeo icosadrico: ex: adenovrus, picornavrus;

sem envelope, capsdeo helicoidal: ex: v-rus do mosaico do tabaco;

com envelope, capsdeo isosadrico: ex: to-gavrus, herpesvrus;

com envelope, capsdeo helicoidal: ex: pa-ramixovrus, rabdovrus;

complexos: ex: bacterifagos, poxvrus.

2.3 O envelope

Os vrions de vrias famlias possuem os nu-cleocapsdeos recobertos externamente por uma membrana lipoprotica denominada envelope. O envelope formado por uma camada lipdica dupla, derivada de membranas celulares. Nessas membranas esto inseridas um nmero varivel de protenas codifi cadas pelo genoma viral. Na maioria dos vrus, o envelope est justaposto externamente ao capsdeo. Nos herpesvrus, en-tretanto, existe um espao de espessura varivel entre o capsdeo e o envelope, que preenchido por uma substncia protica amorfa, denomina-da tegumento. A quantidade e a forma adotada pelo tegumento so variveis e, conseqente-mente, determinam a variao da morfologia e dimenses da partcula dos herpesvrus. Como o envelope derivado de membranas celulares, e estas so fl uidas e fl exveis, a superfcie externa e a morfologia dos vrus envelopados so mais fl exveis e menos defi nidas do que nos vrus sem envelope. A estrutura de um vrion com envelo-pe est ilustrada na Figura 1.9.

Os vrions adquirem a membrana lipdica que compe o envelope pela insero/protuso do nucleocapsdeo atravs de membranas celu-lares, mecanismo denominado brotamento. Os lipdios que constituem o envelope so deriva-dos das membranas da clula hospedeira, e as protenas so codifi cadas pelo genoma viral. A estrutura lipdica dupla dos envelopes bem se-melhante entre os diferentes vrus. No entanto, a espessura e composio dessa camada variam de acordo com a membrana celular que os originou. O envelope, adquirido na membrana plasmtica, contm fosfolipdios e colesterol em determinada proporo, enquanto o envelope originado das membranas celulares internas mais delgado e contm pouco ou nenhum colesterol. Os envelo-pes virais praticamente no contm protenas ce-lulares. As protenas celulares da membrana so excludas da regio do brotamento por interaes entre as protenas virais que se inserem na cama-da lipdica.

Os envelopes dos vrus podem conter um ou mais tipos de protenas codifi cadas pelo genoma viral (os herpesvrus possuem entre 10 e 12; os poxvrus possuem um nmero ainda maior). A maioria das protenas do envelope contm oligos-sacardeos (acares) associados, constituindo-se, portanto, em glicoprotenas. Essas glicoprotenas so produzidas e modifi cadas no retculo endo-plasmtico rugoso (RER) e no aparelho de Golgi, fi cando inseridas na prpria membrana do RER ou sendo enviadas para a membrana nuclear do Golgi ou para a membrana plasmtica, locais do brotamento.

As glicoprotenas do envelope viral pos-suem dimenses e estruturas variveis e a maio-ria formada por protenas integrais de membrana (Figura 1.10A). Essas glicoprotenas podem estar presentes na forma de monmeros, homo ou he-terodmeros, trmeros e at tetrmeros. Em geral, as glicoprotenas do envelope apresentam trs regies principais em comum: a) uma regio ci-toplasmtica ou interna (cauda); b) uma regio transmembrana (tm) e c) uma regio externa. A cauda geralmente pequena e interage com a su-perfcie externa do nucleocapsdeo no processo de morfognese e brotamento. A regio tm est inserida na camada lipdica e serve de sustenta-o e fi xao da protena. A extenso dessa re-

nucleocapsdeo

genoma

membranalipdica

glicoprotenas

envelope

Figura 1.9. Ilustrao esquemtica da estrutura de umvrion com envelope. As aberturas no envelope e nocapsdeo so meramente ilustrativas, com o fim depermitir a visualizao das estruturas internas.

Adaptado de Reschke, M.; www.biographix.de


gio varia de acordo com a espessura e origem da camada lipdica: entre 18 (vrus da febre ama-rela, que brota no retculo endoplasmtico) e 26 aminocidos (vrus da infl uenza, que adquire o envelope na membrana plasmtica). A regio tm composta principalmente por aminocidos hi-drofbicos. Algumas glicoprotenas do envelope possuem vrias regies tm e, assim, atravessam a membrana duas ou trs vezes. Outras no pos-suem regio tm e, portanto, no se encontram inseridas na membrana lipdica. Essas glicopro-tenas encontram-se associadas ao envelope por interaes covalentes ou no-covalentes com ou-tras glicoprotenas integrais de membrana e, por isso, so ditas protenas perifricas de membrana (Figura 1.10B). Exemplos desse tipo de protena so as glicoprotenas E0 dos pestivrus e a SU dos retrovrus. A regio externa geralmente maior; hidroflica e contm um nmero varivel de oli-gossacardeos associados. As glicoprotenas do envelope de alguns vrus formam projees na superfcie dos vrions, denominadas peplmeros, que podem ser visualizadas sob ME.

d) transmisso do vrus entre clulas. Nas etapas fi nais do ciclo replicativo, algumas glicoprotenas do envelope auxiliam no egresso das partculas recm-formadas, permitindo a sua liberao a partir da membrana celular (neuraminidase nos ortomixovrus). As glicoprotenas do envelope tambm desempenham um importante papel na interao do vrus com o sistema imunolgico e se constituem em alvos importantes para anticor-pos neutralizantes.

Como as glicoprotenas do envelope me-diam as interaes iniciais dos vrions com as clulas, a sua integridade e conformao natu-ral so essenciais para a infectividade do vrus. Algumas substncias qumicas (formalina e de-tergentes) ou agentes fsicos (calor e radiaes) alteram a conformao dessas protenas e, con-seqentemente, reduzem ou eliminam a infecti-vidade do vrus. Solventes lipdicos, como ter e clorofrmio, tambm afetam negativamente a in-fectividade de vrus envelopados, pois destroem a integridade da camada lipdica que compe o envelope.

Os vrions adquirem o envelope por meio de um mecanismo denominado genericamente de brotamento. Nesse processo, o nucleocapsdeo ini-cialmente interage com as caudas das glicopro-tenas previamente inseridas na membrana. Essa interao inicial seguida da protuso/insero do nucleocapsdeo atravs da membrana, resul-tando na formao de vrions com uma camada lipoprotica que envolve externamente o nucle-ocapsdeo (Figura 1.11). O local do brotamento varia entre os diferentes vrus e pode ocorrer na membrana nuclear, do RER, do aparelho de Gol-gi ou na membrana plasmtica.

2.4 A matriz

Alguns vrus envelopados possuem prote-nas que recobrem externamente o nucleocaps-deo, mediando a sua associao com a superfcie interna do envelope. Essas protenas, denomi-nadas de matriz, so geralmente glicosiladas e abundantes, podendo corresponder a at 30% da massa total dos vrions (como nos retrovrus). As protenas da matriz so encontradas em v-rios vrus envelopados, principalmente nos vrus RNA de polaridade negativa (exemplos: parami-

As glicoprotenas, principalmente por meio de sua regio extracelular, desempenham vrias funes na biologia do vrus, incluindo: a) liga-o aos receptores celulares; b) fuso do envelope com a membrana celular; c) penetrao celular e

E

M

TM

I

A B

Figura 1.10. Representao simplificada da estrutura dasglicoprotenas do envelope viral. A. Protena integral demembrana com as regies interna (I), transmembrana(TM) e externa (E); M. membrana lipdica; B. Duasprotenas associadas: uma integral de membrana (cinza)associada com uma protena perifrica (preto).

30 Captulo 1

xovrus e ortomixovrus). As protenas da matriz desempenham importante funo estrutural e na morfognese das partculas vricas, pois intera-gem simultaneamente com a superfcie externa do nucleocapsdeo e com as caudas das glicopro-tenas, funcionando como adaptadores entre o nucleocapsdeo e o envelope.

3 Protenas virais

O genoma dos vrus codifi ca duas classes principais de protenas: estruturais e no-estrutu-rais. As protenas estruturais so aquelas que par-ticipam da construo e arquitetura da partcula vrica (Figura 1.12), ou seja, esto presentes como componentes estruturais dos vrions. Enqua-dram-se nessa classe as protenas do nucleocap-sdeo e do envelope. As protenas do tegumento (herpesvrus) e as protenas da matriz tambm se constituem em protenas estruturais.

As protenas no-estruturais so aquelas co-difi cadas pelo genoma viral e produzidas no interior da clula hospedeira durante o ciclo re-plicativo, mas que no participam da estrutura das partculas vricas. So geralmente protenas com atividades enzimticas e/ou regulatrias que participam das diversas etapas do ciclo re-plicativo do vrus e de sua interao com as or-ganelas e macromolculas da clula hospedeira.

So exemplos de protenas no-estruturais as en-zimas polimerases de DNA (DNA polimerase) e RNA (RNA polimerase), enzimas envolvidas no metabolismo de nucleotdeos (timidina quinase, ribonucleotdeo redutase etc.), fatores de trans-crio e regulao da expresso gnica (ICP0 nos herpesvrus, protena E1A dos adenovrus,

2

3

4

Meio extracelular

Citoplasma

1

Membranaplasmtica

Figura 1.11. Etapas do brotamento e aquisio do envelope por vrus envelopados. 1. Interao do nucleocapsdeo comas caudas citoplasmticas das glicoprotenas do envelope; 2-3. Insero/protuso do nucleocapsdeo atravs damembrana; 4. Egresso da partcula completa.

PA+PB1+PB2

M

NP

HA

NA

M2

Figura 1.12. Ilustrao esquemtica da estrutura de umortomixovrus (vrus da influenza), indicando alocalizao das protenas na partcula vrica.Glicoprotenas do envelope: HA: hemaglutinina; NA:neuraminidase; M2: canal de ons; M: protena da matriz.Componentes do complexo ribonucleoprotena: RNA:recoberto pela NP; NP: nucleoprotena; PA: polimerasecida; PB1: polimerase bsica 1; PB2: polimerase bsica 2.


antgeno T dos poliomavrus), entre outras. O nmero de protenas no-estruturais (e tambm estruturais) codifi cadas pelo genoma varia com a complexidade dos vrus. Os vrus mais sim-ples codifi cam uma ou poucas protenas no-estruturais, enquanto os poxvrus e herpesvrus codifi cam dezenas de protenas com atividades enzimticas e regulatrias, que desempenham funes diversas no seu ciclo replicativo. Embora estejam presentes nas partculas vricas de vrias famlias, protenas com atividade enzimtica so consideradas protenas no-estruturais.

4 Outros componentes dos vrions

4.1 Enzimas

Protenas com atividade enzimtica esto presentes nas partculas vricas de membros de vrias famlias de vrus DNA e RNA. Essas en-zimas so necessrias para a sntese do cido nu-clico viral e/ou para a biossntese de nucleot-deos e, geralmente, catalisam reaes nicas dos vrus, que no encontram fatores com funes similares nas clulas hospedeiras. Os vrus RNA de sentido negativo, por exemplo, trazem a enzi-ma RNA polimerase (polimerase de RNA depen-dente de RNA) nos vrions. Os retrovrus trazem, nos vrions, a enzima transcriptase reversa (poli-merase de DNA dependente de RNA; tambm polimerase de DNA dependente de DNA). Os hepadnavrus tambm trazem a enzima polime-rase (polimerase de DNA dependente de DNA e tambm de RNA) nos vrions. Os poxvrus tra-zem, em seus vrions, enzimas RNA polimerases (com atividade equivalente s do hospedeiro), alm de enzimas que modifi cam o mRNA. Essas enzimas so necessrias para a realizao dessas funes no citoplasma, onde ocorre a replicao viral. Endonucleases (ortomixovrus), proteases (vrios vrus), quinases (hepadnavrus), integrase e ribonuclease (retrovrus) so exemplos de ativi-dades enzimticas presentes em partculas virais. Os retrovrus complexos (exemplo: vrus da imu-nodefi cincia humana HIV) possuem protenas adicionais nos vrions, VPR e VIF, que so impor-tantes para a replicao efi ciente em alguns tipos de clulas.

4.2 Outras protenas

Protenas sem atividade enzimtica, mas que possuem participao no ciclo replicativo, tambm esto presentes nos vrions de algumas famlias. Os herpesvrus possuem, como parte do tegumento, a VP-16 (ou -TIF), que um transa-tivador dos genes iniciais, e a VHS, uma protena que degrada os mRNA da clula hospedeira.

4.3 Lipdios

Os lipdios presentes nos envelopes virais so tipicamente os mesmos das membranas celu-lares, onde os vrions adquirem o seu envoltrio externo. Os envelopes originados da membrana plasmtica contm principalmente fosfolipdios (50-70%) e colesterol, enquanto os envelopes ad-quiridos em membranas celulares internas (nu-clear, Golgi, RER) possuem pouco ou nenhum colesterol. Os lipdios constituem entre 20 e 35% da massa dos vrus envelopados.

4.4 Carboidratos

Os carboidratos podem estar presentes em vrions como componentes de glicoprotenas, gli-colipdios e mucopolissacardeos. Esses carboi-dratos esto presentes principalmente no envelo-pe, mas os vrus complexos (poxvrus) tambm possuem carboidratos associados com protenas internas e/ou do capsdeo.

4.5 cidos nuclicos celulares

Alguns vrus podem ocasionalmente encap-sidar em seus vrions, fragmentos de DNA cro-mossmico da clula hospedeira (poliomavrus). Os vrions dos retrovrus contm molculas de RNA transportador (tRNA) adquiridos da clu-la infectada. Esse tRNA desempenha um papel importante no incio do ciclo replicativo do vrus, pois serve de iniciador (primer) para a sntese da cadeia de DNA a partir do RNA genmico viral. Os vrions da famlia Arenaviridae contm ribos-somos da clula hospedeira, o que lhes confere uma aparncia granular quando examinados sob

32 Captulo 1

ME (da a denominao da famlia, arena = areia). Os vrions dos ortomixovrus podem conter RNA ribossmico derivado das clulas hospedeiras.

4.6 Protenas celulares

No ncleo da clula hospedeira, o genoma DNA recm-replicado dos poliomavrus e papi-lomavrus associa-se com protenas celulares de-nominadas histonas (H), formando estruturas se-melhantes cromatina celular. Essas estruturas, chamadas de minicromossomas, que contm o DNA viral, conjugado com as histonas H2A, H2B, H3 e H4, so encapsidadas durante a morfogne-se das partculas virais. Cabe ressaltar que cada vrion dos papilomavrus e poliomavrus contm uma cpia do genoma, ou seja, um minicromos-soma. Os vrions dessas famlias, portanto, con-tm certa quantidade de protenas celulares.

5 Partculas vricas anmalas

Alm de partculas vricas completas e infec-tivas, a replicao de alguns vrus pode resultar na produo de uma quantidade varivel de par-tculas vricas anmalas, geralmente no-infec-ciosas. A freqncia e abundncia dessas partcu-las em relao aos vrions completos e infecciosos variam amplamente de acordo com o vrus. So muitas as causas da ausncia de infectividade nessas partculas, incluindo:

ausncia do genoma viral. Clulas infecta-das por poliomavrus podem produzir capsdeos vazios, sem o DNA genmico; outros capsdeos podem conter fragmentos de DNA celular. Essas partculas so denominadas pseudovrions;

clulas infectadas por vrus de genoma RNA segmentado (ortomixovrus, por exemplo) podem produzir vrions com o conjunto incom-pleto dos segmentos genmicos;

vrios vrus podem encapsidar genomas com delees em um ou mais genes. Os vrions que contm esses genomas defectivos so deno-minados partculas defectivas. Esses vrions no replicam autonomamente e somente so capazes de replicar quando ocorre uma co-infeco com um vrus homlogo infeccioso (denominado de vrus helper);

os picornavrus podem ocasionalmente apresentar capsdeos vazios em razo da degra-dao do genoma;

clulas infectadas com os hepadnavrus (vrus da hepatite B) produzem vrions comple-tos (Dane particles) e tambm duas formas de partculas incompletas (partculas esfricas de 20 nm e partculas fi lamentosas) (Figura 1.13). As partculas incompletas so formadas por molcu-las da glicoprotena de superfcie (HbsAg), asso-ciadas com segmentos de membranas celulares. Para cada vrion completo, so produzidas entre 10.000 e 1.000.000 partculas esfricas. A abun-dncia dessas partculas no sangue de pessoas infectadas cronicamente tem sido utilizada como ferramenta para o diagnstico e, durante muitos anos, foi utilizada para a produo de vacinas.

A

B

Figura 1.13. Partculas produzidas por clulas infectadaspelo vrus da hepatite B (hepadnavrus). A. Ilustraoesquemtica eB. fotografia demicroscopia eletrnica.Aspartculas esfricas maiores com parede dupla so aspartculas infecciosas (dane particles); as esfricasmenores e as filamentosas so partculas defectivas,compostas por protenas de superfcie e pores demembranas celulares.

A. Fonte: adaptada de Flint et al. 2000 .B. Fonte: Dr. Linda Stannard, www.uct.ac.za.

( )


6 Propriedades fsico-qumicas Vrios agentes fsicos e qumicos podem

afetar a integridade funcional e infectividade dos vrions, incluindo a temperatura e o pH. A ao deletria da temperatura sobre a viabilidade dos vrus possui importncia durante a manipulao e remessa de material clnico para o diagnstico, como tambm para a preservao de estoques vi-rais na rotina laboratorial. Alm disso, pode ser um fator limitante para a sua disseminao entre hospedeiros. Temperaturas de 55 a 60C desna-turam as protenas de superfcie, sobretudo as do envelope, em poucos minutos, tornando os v-rions incapazes de interagir produtivamente com receptores celulares e iniciar a infeco. Tempe-raturas ambientais altas tambm afetam negati-vamente a infectividade dos vrus.

Os vrus envelopados so geralmente muito mais sensveis ao deletria de altas tempera-turas sobre a infectividade. Alguns vrus, como os paramixovrus, so particularmente suscep-tveis a temperaturas ambientais e tambm per-dem a infectividade quando submetidos a con-gelamento e descongelamento. A conservao de vrus em suspenso lquida por longos perodos deve ser realizada a temperaturas de -70C ou em nitrognio lquido (-196C). Outra forma segura e efi ciente de armazenar vrus por longos perodos sem perder infectividade por meio de liofi liza-o (dessecao a temperaturas de congelamen-to) e conservao do material liofi lizado (p) a 4C ou -20C.

Para vrus em suspenso, temperaturas de 4 a 6C so compatveis com a preservao da in-fectividade apenas por horas ou poucos dias; tem-peraturas de 4 ou -20C no so indicadas para conservao por longos perodos. A resistncia a diferentes condies de pH varia amplamente; alguns vrus sem envelope (rotavrus, alguns pi-cornavrus) mantm a infectividade mesmo em condies de pH cido e so chamados de cido-resistentes; outros, sobretudo os envelopados, so inativados j em pH um pouco abaixo do neutro (5 a 6) e so chamados de cido-lbeis. Agentes qumicos que possuem ao desnaturante sobre protenas e/ou solventes e detergentes lipdicos possuem ao deletria sobre a infectividade dos

vrus e muitos so utilizados como desinfetantes de materiais, equipamentos e ambientes. Em ge-ral, os vrus sem envelope so muito mais resis-tentes a agentes qumicos e condies ambientais do que os vrus com envelope.

7 Bibliogra a consultada

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34 Captulo 1

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Anexos

Circoviridae Icosadrico No15-22 nm,

esfrico-icosadricosDNA de cadeia simples,

circular, 1.7-2,2kb

Famlia Capsdeo Envelope Dimenses e morfologiado vrions

Caractersticas dogenoma

FIT

AS

IMP

LE

S

Parvoviridae Icosadrico No 25nm, icosadricos

DNA de cadeia simples, linear,seqncias complementaresnas extremidades, flexionadas

sobre si (hairpins), 5 kb

FIT

AD

UP

LA

Polyomaviridae Icosadrico No 45nm, esfrico-icosadricosDNA de cadeia dupla,circular, superenrolada,

5 kb

Papillomaviridae Icosadrico No 55nm, esfrico-icosadricosDNA de cadeia dupla,circular, superenrolada,

8 kb

Adenoviridae Icosadrico No 80-110nm, icosadricosDNA de cadeia dupla, linear,

com uma protena nasextremidades, 30-44 kb

Herpesviridae Icosadrico Sim120-200 nm, pleomrficos

ou aproximadamenteesfricos

DNA de cadeia dupla,linear, 120-235 kb

Poxviridae Complexo Sim 170- 200 x 300-450nm,ovides/retangulares

DNA de cadeia dupla,linear e contnua,

130-375 kb

Iridoviridae/Asfaviridae

Complexo Sim175-215nm, quase esfricosou com aspecto de prismas

hexagonais

DNA de cadeia dupla,linear e contnua,

170-190kb

Hepadnaviridae Icosadrico Sim40-48nm, esfricos,

ocasionalmente pleomrficos,partculas subvirais em excesso

DNA de cadeia parcialmentedupla (3/4), com as

extremidades pareando entresi (pseudo-circular), 3.2 kb

Tabela 1.1. Caractersticas morfolgico-estruturais dos vrions e do genoma dos vrus DNA


Birnaviridae Icosadrica No 60nm, icosadricos2 segmentos de RNA de cadeia

dupla, lineares, 5.7-5.9kb

Reoviridae Icosadrica No60-80nm, aproximadamente

esfricos10, 11 ou 12 segmentos de RNA de

cadeia dupla, lineares, 16-27kb

Retroviridae Icosadrico Sim 80-100nm, esfricosduas cpias idnticas de RNA,

cadeia simples (+), linear, 7-11kb

Famlia Capsdeo EnvelopeDimenses e morfologia

do vrionsCaractersticas do

genoma

Picornaviridae Icosadrico No28-30nm,

esfrico-icosadricos

RNA de cadeia simples (+),linear, 5'IRES, 3'polyA, 7.2 -

8.5kb

Caliciviridae Icosadrico No30-38nm,

esfrico-icosadricos

RNA de cadeia simples (+),linear, protena na ext. 5,

3'polyA, 7.4 -7.7kb

Astroviridae Icosadrico No 28-30nm, esfricosRNA de cadeia simples (+),linear, 3'polyA, 7.2-7.9kb

Coronaviridae Helicoidal SimRNA de cadeia simples (+), linear,

5'cap, 3'polyA, 20-32kb

Arteriviridae Icosadrico Sim50-70nm, aproximadamente

esfricosRNA de cadeia simples (+),linear ,5'cap, 3' polyA, 15kb

Togaviridae Icosadrico Sim 70nm, esfricosRNA de cadeia simples (+),linear, 5'cap, 3'polyA, 9.7-

11.8kb

Flaviviridae Icosadrico Sim 45-60nm, esfricoRNA de cadeia simples (+),

linear, 5'cap/IRES,3'polyA/poliC, 9.5-12.5kb

PO

LA

RID

AD

EP

OS

ITIV

A

80-220nm, pleomrficos ouaproximadamente esfricos

FIT

AS

IMP

LE

S

Paramyxoviridae Helicoidal Sim150-300nm, pleomrficos,

aproximadamente esfricos,filamentosos

RNA de cadeia simples (-),linear, 15-16kb

Rhabdoviridae Helicoidal Sim70-85 x 130-380 nm, forma

de projtilRNA de cadeia simples (-),

linear, 13-16kb

Filoviridae Helicoidal Sim80 x 780-970nm (at 14.000),pleomrficos (filamentosos,

forma de U ou 6

RNA de cadeia simples (-),linear, 19.1kb

Bornaviridae ? Sim 90nm, esfricos (?)RNA de cadeia simples (-),

linear, 8.9kb?

Orthomyxoviridae Helicoidal Sim

80-120nm, ovides,filamentosos,

aproximadamenteesfricos, pleomrficos

6 a 8 segmentos de RNA de cadeiasimples, (-), lineares, extremidades

complementares permitemcircularizao, 10-13.6kb

Bunyaviridae Helicoidal Sim80-120nm, pleomrficos

ou esfricos.

3 segmentos de RNA de cadeiasimples (-), lineares, extremidades

complementares permitemcircularizao, 11-21kb

Arenaviridae Helicoidal Sim50 x 300nm , esfricos ou

pleomrficos2 segmentos de RNA de cadeiasimples (-), lineares, 10-14kb

PO

LA

RID

AD

EN

EG

AT

IVA

Tabela 1.2. Caractersticas morfolgico-estruturais dos vrions e do genoma dos vrus RNAF

ITA

DU

PL

A

1 Introduo

2 Taxonomia dos vrus

3 Nomenclatura dos vrus

4 Critrios utilizados para a classi cao dos vrus

5 Famlias de vrus

5.1 Vrus com genoma DNA

5.1.1 Poxviridae

5.1.2 Asfarviridae

5.1.3 Herpesviridae

5.1.4 Adenoviridae

5.1.5 Papillomaviridae

5.1.6 Polyomaviridae

5.1.7 Parvoviridae

5.1.8 Circoviridae

5.1.9 Hepadnaviridae

5.2 Vrus com genoma RNA de sentido positivo

5.2.1 Picornaviridae

5.2.2 Caliciviridae

5.2.3 Astroviridae

5.2.4 Togaviridae

5.2.5 Flaviviridae

5.2.6 Coronaviridae

5.2.7 Arteriviridae

5.3 Vrus com genoma RNA de sentido negativo no-segmentado

5.3.1 Paramyxoviridae

5.3.2 Rhabdoviridae

5.3.3 Filoviridae

5.3.4 Bornaviridae

CLASSIFICAO E NOMENCLATURA DOS VRUSLuciane Teresinha Lovato 2

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5.4 Vrus com genoma RNA de sentido negativo segmentado

5.4.1 Orthomyxoviridae

5.4.2 Bunyaviridae

5.4.3 Arenaviridae

5.5 Vrus com genoma RNA de ta dupla

5.5.1 Reoviridae

5.5.2 Birnaviridae

5.6 Vrus com genoma RNA que realizam transcrio reversa

5.6.1 Retroviridae

6 Bibliogra a consultada 57

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57

57

1 Introduo

Existe um nmero muito grande de vrus circulando nas diferentes espcies de seres vivos, desde vrus que infectam bactrias at aqueles que infectam organismos superiores, como os mamferos e plantas. Dentre estes, existem vrus altamente patognicos e outros que no causam doena nos seus hospedeiros, passando desper-cebidos. Atualmente, so reconhecidas mais de 1.500 espcies de vrus, que abrangem mais de 30.000 cepas, isoladas ou variantes.

A classifi cao e nomenclatura dos vrus no seguem as regras determinadas para os demais microorganismos. medida que foram sendo identifi cados, os vrus foram sendo agrupados de forma aleatria, de acordo com os aspectos con-siderados mais importantes pelos grupos que os identifi cavam. Nas dcadas de 1950 e 1960, hou-ve um grande avano na Virologia, resultando na identifi cao de um grande nmero de novos vrus. Com o intuito de determinar regras bsicas para classifi car esses vrus, vrios comits foram formados, o que acabou gerando uma grande confuso taxonmica.

Durante o Congresso Internacional de Mi-crobiologia, realizado em Moscou, em 1966, foi criado o Comit Internacional para Nomenclatura de Vrus (ICTV). Esse comit teve a incumbncia de desenvolver um sistema nico de classifi cao e nomenclatura para todos os vrus. At hoje, o ICTV o rgo que determina as regras a serem seguidas para a classifi cao dos vrus at o nvel de espcie. Esse comit se rene periodicamente, com o fi m de revisar e atualizar os critrios de classifi cao, de modo que as novas descobertas biolgicas e moleculares possam ser incorporadas aos critrios taxonmicos j existentes. Com isso, a classifi cao dos vrus nas diversas hierarquias tornou-se dinmica e pode ser alterada medida que novas informaes biolgicas ou moleculares assim o justifi quem. A classifi cao apresentada neste texto est de acordo com a ltima reviso do ICTV, datada de 07 de julho de 2007.

2 Taxonomia dos vrus

De acordo com os vrios critrios adotados, os vrus so classifi cados hierarquicamente em ordens, famlias, subfamlias, gneros e espcies. O sufi xo virales utilizado para designar a ordem. Para a denominao de famlia, utiliza-se o sufi xo viridae; para subfamlia, utiliza-se virinae; e para gnero, o sufi xo virus. Por exemplo, o vrus da cinomose canina est classifi cado na ordem Mo-nonegavirales, famlia Paramyxoviridae, subfamlia Paramyxovirinae, gnero Morbillivirus e, fi nalmen-te, espcie, como vrus da cinomose canina (cani-ne distemper virus, CDV). As famlias so os agru-pamentos fundamentais dos vrus, agrupando agentes que possuem caractersticas estruturais, morfolgicas, genticas e biolgicas em comum. Algumas famlias a minoria so agrupadas em nveis hierrquicos superiores: as ordens. Da mesma forma, nem todas as famlias so dividi-das em subfamlias; algumas delas apresentam o gnero como nvel hierrquico imediatamente inferior, ou seja, nem todos os vrus so classifi -cados em todos os nveis hierrquicos possveis, possuindo complexidades de classifi cao dife-rentes entre si.

Os vrus que apresentam algumas caracte-rsticas biolgicas, estruturais e moleculares em comum so agrupados em uma mesma famlia. Por exemplo, todos os membros da famlia Her-pesviridae possuem vrions grandes, com enve-lope contendo vrias glicoprotenas, capsdeo icosadrico, uma camada protica denominada tegumento entre o capsdeo e o envelope. O genoma composto por uma molcula de DNA de fi ta dupla linear. Esses vrus so capazes de estabelecer infeces latentes em seus hospedei-ros. Os vrus que apresentam essas caractersticas (e que por isso compem a famlia Herpesviridae) podem ser subdivididos em subfamlias, de acor-do com algumas caractersticas que possuem em comum e que so diferentes dos outros vrus da famlia. Os membros da subfamlia Alphaherpes-virinae possuem um amplo espectro de hospedei-ros, apresentam um ciclo rpido e ltico em clu-

40 Captulo 2

las de cultivo e estabelecem infeces latentes em neurnios sensoriais e autonmicos. Essas carac-tersticas diferem dos membros das outras subfa-mlias: Betaherpesvirinae e Gammaherpesvirinae.

Os vrus de uma famlia ou de uma subfa-mlia podem ser divididos em gneros, de acordo com propriedades biolgicas, e, principalmente, moleculares, como a estrutura e organizao ge-nmica: a subfamlia Alphaherpesvirinae possui dois gneros, o Simplexvirus e o Varicellovirus. Dentro de cada gnero se encontram as espcies, que so grupos de vrus muito semelhantes entre si (a exemplo de espcies de animais), mas que apresentam algumas diferenas que justifi cam a sua classifi cao como vrus diferentes (e tam-bm diferentes dos vrus do outro gnero). Por exemplo, no gnero Varicellovirus, encontram-se classifi cados os herpesvrus bovinos tipos 1 e 5 (BoHV-1 e BoHV-5), o herpesvrus suno (SuHV-1) ou vrus da doena de Aujeszky (PRV), entre outros.

A classifi cao dos vrus em espcies no consensual entre os virologistas. A defi nio de espcie aceita pelo ICTV foi estabelecida em 1991 e diz o seguinte: espcie de vrus uma classe polythetic1 de vrus que constitui uma linha-gem replicativa e ocupa um nicho ecolgico par-ticular. Uma classe polythetic defi nida em ter-mos de um amplo grupo de critrios sendo que nenhum dos critrios isoladamente necessrio ou sufi ciente. Dessa forma, cada membro da clas-se deve possuir um nmero mnimo de caracte-rsticas, mas nenhum dos aspectos necessita ser encontrado em todos os membros de uma classe. Assim, diferentes caractersticas podem ser usa-das em diferentes grupos de vrus.

A classifi cao em subespcies, cepas, va-riantes e isolados no existe de forma ofi cial, em-bora seja reconhecida a sua importncia para o diagnstico, para estudos biolgicos e molecula-res e tambm para a produo de vacinas. A se-guir so apresentadas algumas defi nies desses termos.

O termo isolado (ou amostra) refere-se a um vrus que foi obtido por isolamento de uma de-terminada fonte de infeco (animal infectado), 1 A traduo para o termo polythetic no consta em di-cionrios ofi ciais; por esta razo o termo foi escrito na sua forma original e a defi nio colocada logo em seguida no texto.

por exemplo: o SV-299/04 um BoHV-5 isolado do crebro de um bovino que desenvolveu me-ningoencefalite no estado do Rio Grande do Sul. A denominao SV-299/04 foi dada pelo labora-trio que realizou o isolamento do vrus e refere-se ao nmero do protocolo. Qualquer vrus que tenha sido isolado de material clnico e sobre o qual se conhea pouco, alm de sua identidade, constitui-se em um isolado ou amostra.

O termo cepa utilizado para designar amos-tras de vrus que j foram bem caracterizadas e sobre as quais j se possui certo conhecimento. A denominao cepa tambm pode ser utilizada para se referir a isolados de um vrus que podem apresentar pequenas variaes sem deixar de pertencer s mesmas categorias taxonmicas. Por exemplo, o vrus da doena de Newcastle (NDV) pode apresentar diferentes nveis de virulncia, dependendo da cepa do vrus que est causan-do a doena. Existem trs cepas desse vrus em ordem crescente de virulncia: as lentognicas, as mesognicas e as velognicas. Assim, aqueles isolados do vrus que apresentam alta virulncia pertencem cepa velognica, os que apresentam virulncia moderada so mesognicos, e os de baixa virulncia so os lentognicos.

Cepas de referncia so cepas amplamente ca-racterizadas e reconhecidas nacional ou interna-cionalmente, que so utilizadas como referncia para determinado vrus em testes de diagnstico, pesquisa e para a produo de vacinas. Por exem-plo, a cepa Cooper do BoHV-1 serve de referncia para comparaes de isolados desse vrus e am-plamente utilizada em diagnstico e na produo de vacinas.

A terminologia wild-type refere-se cepa ori-ginal do vrus que circula na natureza. No caso da existncia de mutantes, o wild-type a cepa que deu origem aos mutantes. Em portugus, utilizam-se os termos cepa de campo (ou vrus de campo), no caso dos vrus circulantes na popu-lao; e cepa original ou parental no caso da pro-duo e/ou comparao com mutantes. Variantes ou mutantes so vrus que diferem do wild-type em alguma caracterstica fenotpica, como, por exemplo, o vrus da vacina contra a doena de Aujeszky um mutante de deleo que foi pro-duzido a partir da cepa Bartha do herpesvrus suno tipo 1 (SuHV-1).

Classi cao e nomenclatura dos vrus 41

3 Nomenclatura dos vrus

No uso formal, as palavras que designam as famlias, subfamlias e gneros devem iniciar com letra maiscula e devem ser escritas em it-lico ou sublinhadas. O nome da espcie do vrus no deve iniciar com letra maiscula (a no ser que este nome corresponda a um nome prprio de regio, cidade etc.) e deve ser escrito com fon-te normal, sem itlico. No uso formal, a hierar-quia (txon) deve preceder a unidade taxonmi-ca. Exemplo: a famlia Parvoviridae; o gnero Parvovirus.

No uso informal (ou vernacular) os termos referentes famlia, subfamlia, gnero e espcie devem ser escritos com letras minsculas, sem itlico ou sublinhado. Neste caso, o sufi xo formal no includo e o nome do txon segue o termo usado para defi nir a unidade taxonmica. Escre-ve-se ento: a famlia dos poxvrus, o gnero parapoxvirus. O uso informal em portugus deve suprimir letras que no existam no alfabeto da lngua portuguesa. Exemplo: para se referir de forma vernacular aos membros da subfamlia Al-phaherpesvirinae, deve-se escrever: os alfaherpes-virus. Os membros da famlia Orthomyxoviridae devem ser tratados como os ortomixovrus.

No uso informal, o nome do txon , muitas vezes, suprimido, o que pode resultar em con-fuses. Isto se deve raiz comum das palavras utilizadas para defi nir as unidades taxonmicas nos diferentes nveis. Dessa forma, dependendo do contexto, a palavra fl avivrus pode estar sen-do usada para referir-se tanto famlia Flavivi-ridae como ao gnero Flavivirus. Para evitar essa ambigidade, aconselha-se o uso do txon prece-dendo o termo usado. Exemplo: vrus do gnero Flavivirus.

A nomenclatura ofi cial dos vrus utiliza abreviaturas, que so constitudas pelas iniciais do nome da espcie viral. No presente texto, sero utilizadas as abreviaturas derivadas da nomen-clatura na lngua inglesa, por exemplo, herpesv-rus bovino tipo 1 (do ingls bovine herpesvirus type 1, BoHV-1).

No uso informal, muitos vrus podem ser denominados de duas ou trs formas diferentes,

de acordo com a sua denominao original e com a nomenclatura ofi cial preconizada pelo ICTV. As recomendaes do ICTV so de que a sua nomenclatura substitua as anteriores, embora alguns deles continuem a ser denominados pela nomenclatura tradicional. Citam-se como exem-plos o SuHV-1, que tambm conhecido como vrus da doena de Aujeszky (ADV) ou vrus da pseudoraiva (PRV), e o BoHV-1, que tambm conhecido como vrus da rinotraquete infecciosa bovina (IBRV).

Exemplos de nomenclatura de vrus:a) Formal: famlia: Picornaviridae; gnero:

Aphtovirus; espcie: vrus da febre aftosa (foot and mouth disease vrus, FMDV);

Vernacular: Os aftovrus so sensveis ao pH baixo [...].

b) Formal: famlia: Herpesviridae, subfamlia: Alphaherpesvirinae, gnero: Alphaherpesvirus, es-pcie: herpesvrus suno tipo 1 (vrus da doena de Aujezsky);

Vernacular: O vrus da doena de Aujeszky um alfaherpesvrus [...].

c) Formal: ordem: Mononegavirales; famlia: Paramyxoviridae; subfamlia: Pneumovirinae; gne-ro: Pneumovirus, espcie: vrus sincicial respirat-rio bovino (BRSV);

Vernacular: Os pneumovrus causam do-ena respiratria [...].

d) Formal: famlia: Flaviviridae; gnero: Fla-vivirus; espcie: vrus da febre amarela (YFV);

Vernacular: O vrus da febre amarela um fl avivrus transmitido por mosquitos.

4 Critrios utilizados para a classi cao dos vrus

A evoluo nos mtodos de deteco e ca-racterizao dos vrus determinou uma evoluo nos critrios utilizados para a sua classifi cao. A diferenciao entre vrus e os demais micro-organismos foi o primeiro passo na classifi cao dos agentes virais e essa diferena foi determi-nada, inicialmente, pela fi ltrabilidade dos vrus. Enquanto as bactrias eram retidas no fi ltro, os vrus passavam por ele, surgindo a denominao de agentes fi ltrveis.

42 Captulo 2

No incio, as caractersticas ecolgicas e de transmisso, sinais clnicos da doena e tropis-mo por determinado rgo ou tecido foram os critrios utilizados na classifi cao dos vrus. O desenvolvimento da microscopia eletrnica pos-sibilitou a classifi cao de acordo com a morfo-logia das partculas virais. Ao longo dessa evo-luo, outras caractersticas foram sendo mais conhecidas e consideradas para descrever os vrus. Aspectos como a composio qumica, o tipo de genoma, distribuio geogrfi ca, vetores, estabilidade e antigenicidade dos vrus foram adquirindo importncia. Atualmente as tcnicas de biologia molecular tm sido utilizadas para refi nar e detalhar a classifi cao dos vrus, espe-cialmente o seqenciamento e comparao entre seqncias do genoma. Estratgias de expresso gnica, homologia de nucleotdeos entre seqn-cias correspondentes, estrutura e funes de pro-tenas virais tambm foram incorporadas aos cri-trios de classifi cao dos vrus.

De acordo com o ICTV, as seguintes carac-tersticas so atualmente levadas em considera-o para classifi car os vrus em ordem, famlias, subfamlias e gneros: tipo de cido nuclico e organizao do genoma, estratgia de replicao e estrutura do vrion.

A classifi cao em espcies, embora no re-gulamentada pelo ICTV, segue os seguintes cri-trios:

a) homologia da seqncia do genoma; b) hospedeiros naturais; c) tropismo de tecido e clulas; d) patogenicidade e citopatologia; e) forma de transmisso; f) propriedades fsico-qumicas; g) propriedades antignicas.

Uma outra classifi cao prtica, no ofi cial, regularmente usada entre os virologistas. Nes-se caso, so levados em considerao os critrios epidemiolgicos e/ou clnico-patolgicos para agrupar os vrus. De acordo com esse critrio, os vrus so classifi cados em:

a) respiratrios: vrus que penetram no hospedeiro por inalao e produzem infeco e doena primariamente no trato respiratrio. Ex: rinovrus, calicivrus;

b) entricos: vrus que penetram pela via oral e replicam no trato intestinal. Ex: coronav-rus, rotavrus;

c) arbovrus: vrus que replicam e so trans-mitidos por vetores artrpodos. Ex: vrus da en-cefalites eqinas leste e oeste;

d) vrus oncognicos: vrus com potencial para induzir transformao celular e tumores nos hospedeiros. Ex: retrovrus, papilomavrus.

5 Famlias de vrus

A seguir sero apresentadas as famlias de vrus que contm patgenos de animais (Figuras 2.1 a 2.25). Em cada gnero, sero mencionados os principais vrus que causam doenas em ani-mais de interesse para a medicina veterinria, ou seja, animais de produo e animais de compa-nhia. Tambm sero citados os principais patge-nos humanos. Cabe ressaltar, por essa razo, que esta lista no se constitui na relao completa dos vrus de cada famlia.

5.1 Vrus com genoma DNA

5.1.1 Famlia: Poxviridae

Subfamlia: Chordopoxvirinae (infectam ver-tebrados)

Gneros: Orthopoxvirus: vrus da vaccinia (VACV),

poxvrus bovino (varola bovina), vrus da ectro-melia (camundongos);

Parapoxvirus: vrus do ectima contagioso dos ovinos (ORFV), vrus da estomatite papular bovina (BPSV);

Avipoxvirus: vrus da bouba aviria (FWPV), poxvrus do canrio (CNPV);

Capripoxvirus: poxvrus dos caprinos (GTPV), poxvrus dos ovinos (SPPV), vrus da doena Lumpy Skin (LSDV);

Leporipoxvirus: vrus do mixoma de coelhos (MYXV), vrus do fi broma de coelhos (RFV);

Suipoxvirus: poxvrus suno (SWPV); Molluscipoxvirus: vrus do molusco conta-

gioso (MOCV); Yatapoxvirus: vrus Tanapox (TANV) e Ya-

tapox dos macacos (YMTV).

Classi cao e nomenclatura dos vrus 43

Subfamlia: Entomopoxvirinae (infectam inse-tos)

Gneros: Alphaentomopoxvirus; Betaentomopoxvirus; Gammaentomopoxvirus.

Os poxvrus so os maiores vrus de ani-mais. Os vrions possuem uma forma retangular ou ovide, com simetria complexa e, geralmente, possuem envelope lipdico (algumas partculas podem no possuir). As dimenses das partcu-las virais podem variar de 220 a 450 nm de ex-tenso x 140 a 260 nm de largura x 140 a 260 nm de espessura. O genoma consiste de uma nica molcula de DNA, linear, cadeia dupla, com 130 a 375 kbp. Esses vrus trazem, nos vrions, um nmero considervel de enzimas e fatores auxi-liares; e realizam o ciclo replicativo inteiramente no citoplasma das clulas hospedeiras. A maio-ria das doenas produzidas por esses vrus ca-racteriza-se pela formao de leses vesiculares e crostosas na pele e/ou mucosas dos animais. O vrus da varola humana (smallpox) o mais importante vrus dessa famlia. Dentre os pat-genos de animais domsticos, o mais comum em nosso meio o ORFV, uma doena caracterizada por leses vesiculares e pustulares na regio dos lbios, narinas e cascos.

5.1.2 Famlia: Asfarviridae

Gnero: Asfi virus Espcie: vrus da peste suna africana

(AFSV).

O ASFV o nico vrus classifi cado nessa famlia. Os vrions do ASFV possuem envelope lipoprotico e um capsdeo icosadrico formado por 1.892 a 2.172 unidades estruturais. O dime-tro das partculas virais varia entre 175 e 215 nm. O genoma consiste de uma molcula de DNA de cadeia dupla linear, com 170 a 190 kb. O v-rus replica no citoplasma da clula hospedeira. O ASFV transmitido por carrapatos do gnero Ornithodoros, constituindo-se no nico arbovrus entre os vrus DNA. Esse vrus mantido na na-tureza em sudeos selvagens e, ocasionalmente, transmitido aos sunos domsticos. O vrus en-contrado na frica, mas j foi esporadicamente introduzido na Europa, onde causou doena em sunos de alguns pases. A peste suna africana caracterizada pela produo de hemorragias, principalmente nos rgos linfides. O nico re-lato da doena no Brasil ocorreu em 1978, no Rio de Janeiro. Atualmente o ASFV considerado extico no Pas.

Figura 2.1. Fotografia de microscopia eletrnica devrions da famlia Poxviridae.

Fonte: Dr Stewart McNulty (web.qub.ac.uk).

Figura 2.2. Fotografia de microscopia eletrnica de umvrion da famliaAsfarviridae(ASFV).

Fonte: Dra Sharon Brookes, Pirbright, UK (ICTVdB).

44 Captulo 2

5.1.3 Famlia: Herpesviridae

Subfamlia: AlphaherpesvirinaeGneros: Simplexvirus: herpesvrus bovino tipo 2

(BoHV-2) ou vrus da mamilite herptica (BMH), herpesvrus B (macacos), vrus do herpes simplex humano (HSV-1, HSV-2);

Varicellovirus: BoHV-1 ou vrus da rinotra-quete (IBRV), BoHV-5, SHV-1 ou PRV, herpesv-rus eqino tipos 1, 3 e 4 (EHV-1, EHV-3, EHV-4), herpesvrus canino 1 (CaHV-1), herpesvrus feli-no tipo 1 (vrus da rinotraquete felina, FeHV-1), herpesvrus caprino tipo 1 (CpHV-1);

Mardivirus: vrus da doena de Marek; Iltovirus: vrus da laringotraquete infec-

ciosa das galinhas (ILTV); Subfamlia: BetaherpesvirinaeGneros: Cytomegalovirus: citomegalovrus suno; Muromegalovirus: citomegalovrus do ca-

mundongo 1; Roseolovirus: herpesvrus humano 6 (HHV-

6).Vrios betaherpesvrus animais ainda no

foram classifi cados em gneros.Subfamlia: GammaherpesvirinaeGneros: Linphocriptovirus: vrus Epstein-Barr (EBV)

humano; Rhadinovirus: vrus da febre catarral malig-

na (MCFV); Ictalurivirus: herpesvrus do catfi sh de ca-

nal.A famlia Herpesviridae abriga um grupo

grande e diverso de vrus encontrados em vir-tualmente todas as espcies de vertebrados. Os vrions contm envelope, capsdeo icosadrico e o dimetro pode variar entre 120 e 300 nm. Entre o capsdeo e o envelope, existe uma camada pro-tica denominada tegumento. O genoma consiste de uma molcula de DNA de cadei

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