Vírus Influenza. Disciplina: Relação Parasita-Hospedeiro Profa. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia

Disciplina: Relação Parasita-Hospedeiro Profa. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia

Vírus Influenza

Por volta do ano 2500 a.C., no Egito, o Faraó voltou de uma viagem com febre, corpo mole e dores por toda a parte. O padre-médico-tesoureiro aconselhou-o a passar o dia em repouso, tomando chá de flores de camomila ou uma garrafada misteriosa que continha extrato de plantas e outros 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: 1^o 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 Espanhola

20-40 milhões de mortos

H1N1

Gripe Asiática

H2N2

H3N2

Gripe de Hong Kong

H1N1

Gripe do H5N1

Frango _{1997 2003}

Século 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 

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

•

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

• 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 NE

Hemaglutinina = 16 Neuraminidase = 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 perus

100%

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.

www.influenzareport.com

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 >38^oC 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

www.influenzareport.com

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

www.influenzareport.com

info4med.tistory.com PB1: aumento de patogenicidade

Emergência de vírus influenza A pandêmico



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

-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

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

H1N1 H?N? H3N2

suínos na América do Norte

H1N1

North American avian virus

Human H3N2 virus

Classical swine virus H1N1

Eurasian swine virus H1N1

suínos desde 97-98

Determinantes de patogenicidade viral

Proteína Posição Baixa

patogeniciade Alta

patogenicidade Swine origin

H1N1 virus Função

PB2 ^{627 Glu Lys Glu} capacidade de

replicação em células humanas

701 Asp Asn Asp

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

HA ^{sítio de}

clivagem único AA

básico: Asn múltiplos AA

básicos único AA básico:

Asn clivagem de HA

NS-1 ^{92 Asp Glu Asp} resistência ao

efeito antiviral do interferon

alto nível de citocinas inflamatórias

C-terminal Arg-Ser- Glu-Val deleção

Glu-Ser-

Glu-Val 11 C-terminal truncated

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

Effector T cells control lung inflammation during acute influenza virus infection by producing IL-10

Jie Sun1 Rajat Madan, Christopher L Karp & Thomas J Braciale NATURE 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 Reportere o Quencher causa a transferência de

energia.

(ALTA ENERGIA

(BAIXA ENERGIA)

Adição de um sondaduplamente 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



Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial

Amostras clínicas:

Aves:

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

-

- 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 NE Flu 1

Outros Genes Flu 2

www.influenzareport.com

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 em média 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

H3N8

graphics.jsonline.com