Potencial infeccioso e etapas da infecção
O processo infeccioso é sempre o resultado da interação entre os genomas viral e celular, levando à lesão da célula. Para que a infecção ocorra, o vírus passa por várias etapas estritamente sequenciais.
As portas de entrada são, na maioria das vezes, as membranas mucosas. O patógeno deve possuir uma resistência acentuada ao ambiente agressivo do macro-organismo. Por exemplo, os vírus entéricos são capazes de suportar valores de pH extremamente ácidos no estômago, a ação detergente dos sais biliares e a atividade destrutiva de enzimas proteolíticas.
Após superar as barreiras, inicia-se a estágio de tropismo — a busca por um alvo específico. Uma vez introduzido, o vírus depara-se com o fenômeno da permissividade: ele precisa burlar os sistemas de defesa intracelulares para forçar a célula a realizar a desproteinização ("desnudamento") do vírion. O ciclo é concluído com a disseminação (infecção de novas células), o desenvolvimento de alterações patológicas e a transmissión — a transmissão em cadeia do agente etiológico para um novo hospedeiro.
Mecanismos de fixação e estratégia de escape («Modelo do cânion»)
O contato com a célula começa com a adsorção específica: as proteínas de fixação viral (antirreceptores) ligam-se aos receptores celulares. Nos vírus simples, elas estão embutidas no capsídeo proteico; nos envelopados, no envelope lipoproteico (supercapsídeo). Mutações na estrutura primária dos antirreceptores podem tanto privar o patógeno da capacidade de adsorção quanto adaptá-lo a um novo hospedeiro.
Para proteger estas áreas criticamente importantes contra anticorpos neutralizantes durante a fase de adsorção, utiliza-se uma defesa estrutural engenhosa — o «modelo do cânion». A essência do mecanismo reside no fato de que o centro de ligação conservativo está escondido no fundo de depressões profundas («cânions») na superfície do viríon. As grandes regiões ativas das moléculas de anticorpos não conseguem penetrar fisicamente nas profundezas. Elas reagem apenas com as bordas hipervariáveis da cavidade, o que não impede de forma alguma que o patógeno se ligue com sucesso ao receptor necessário no fundo.
Penetração e papel das proteínas de fusão
A adsorção por si só não garante a penetração na célula. A introdução de vírus com envelope (por exemplo, paramixovírus) é assegurada por proteínas de fusão (fusion proteins) específicas. Elas violam a integridade das membranas celulares, alterando a sua permeabilidade.
Distinguem-se dois tipos de fusão:
- Fusão a partir do exterior: ocorre quase imediatamente após a infecção com alta multiplicidade de infecção, sendo realizada pelas proteínas do próprio viríon.
- Fusão a partir do interior: é característica dos estágios tardios com baixa multiplicidade de infecção, sendo garantida por proteínas virais recém-sintetizadas inseridas na membrana.
Para a ativação da infeciosidade das proteínas de fusão, é necessária uma modificação pós-tracional — o corte proteolítico (clivagem) da proteína precursora por enzimas. Este processo é análogo à ativação de protoxinas bacterianas. Se a proteólisis for bloqueada devido a mutações, formam-se viríons não infecciosos e a infecção assume um caráter abortivo.
Além disso, as proteínas de fusão causam a formação de síncicios (fusão de células afetadas e saudáveis). O vírus é transmitido através de pontes intercelulares sem ir para o espaço intercelular, o que o torna inacessível aos anticorpos neutralizantes de vírus.
Limitações celulares e escape à vigilância imunológica
A célula eucariótica impõe limitações metabólicas ao vírus para a sua replicação. A transcrição do genoma viral é estritamente regulada. O papel principal aqui é desempenhado pelas proteínas transativadoras. Elas ligam-se às regiões reguladoras dos genes, provocando uma produção «explosiva» de partículas virais. Elas também podem ativar genes de outros vírus (em coinfecção), oncogenes celulares ou desencadear a transição de uma infecção de forma latente para lítica.
Para uma replicação bem-sucedida, o vírus deve suprimir os mecanismos de vigilância imunológica do hospedeiro. A infeciosidade é determinada pela capacidade de bloquear a apoptose celular (morte programada) e reduzir a produção de citocinas protetoras.
Os patógenos escapam da imunidade através de:
- Camuflagem (formação de um envelope a partir da membrana da célula hospedeira).
- Variabilidade dos antígenos de superfície.
- Ocultação (integração do genoma viral no genoma da célula).
- Ataque direto (destruição de células immunocompetentes, tais como os linfócitos T).
Resumo: perguntas e respostas sobre o tema
Quais receptores celulares específicos os diferentes vírus utilizam para a adsorção?
Diferentes vírus utilizam estruturas específicas na superfície das células-alvo para a adsorção. Destacam-se os seguintes exemplos de especificidade de receptores:
- Vírus da gripe — liga-se ao ácido siálico na composição de glicoproteínas ou glicolipídeos do epitélio das vias respiratórias.
- Vírus da raiva — é trópico para os receptores de acetilcolina do tecido nervoso.
- Vírus da imunodeficiência humana (HIV) — interage com os receptores CD4 (em linfócitos T helper, macrófagos, células dendríticas), coreceptores de quimiocinas (CCR5 e CXCR4), bem como com receptores de lectina das células dendríticas.
Que tipos de interação do vírus com a célula (tipos de infecção) são distinguidos na virologia?
Na virologia, distinguem-se vários tipos de interação do vírus com a célula, dependendo do resultado final, da localização da replicação e do desfecho para a célula. Pelo resultado final do processo infeccioso, diferenciam-se:
- Tipo produtivo — culmina na formação de uma nova geração de viríons (pode ter efeito citocídio ou não citocídio).
- Tipo abortivo — o processo é interrompido, novos viríons não são formados.
- Tipo integrativo (virogenia) — o DNA viral integra-se no cromossomo da célula hospedeira com a formação de um provírus.
- Tipo semelhante a plasmídeo — os ácidos nucleicos virais encontram-se no citoplasma de forma autônoma.
Quanto ao desfecho para a célula, a infecção pode ser citolítica (culmina na morte da célula) e não citolítica.
Quais famílias de vírus são capazes de causar a formação de síncicios?
A capacidade de causar a formação de síncicios é possuída por vírus que possuem proteínas de fusão. Nas fontes, isto é demonstrado para:
- Paramixovírus — incluindo os vírus da parainfluenza, do sarampo e o vírus sincicial respiratório. A proteína F assegura a fusão das membranas celulares e a formação de células gigantes multinucleadas (sincícios).
- HIV — a formação de síncicios ocorre com a fusão de células infetadas e não infetadas, o que permite que o vírus se propague e evite a ação de anticorpos neutralizantes de vírus.
Quais enzimas celulares realizam a desproteinização («desnudamento») do viríon?
A desproteinização («desnudamento») do viríon é realizada por enzimas proteolíticas celulares. Estas incluem:
- Proteases — enzimas que clivam as estruturas proteicas do vírus.
- Lipases — enzimas envolvidas na destruição dos componentes lipídicos do envelope.
Além disso, substâncias tensoativas da célula podem participar do processo de desproteinização. Como resultado da ação dessas enzimas, ocorre a liberação do ácido nucleico viral, e o próprio viríon deixa de existir como uma partícula estruturada, passando para a fase de eclipse.
Modelo do cânion: imagine que o receptor do vírus é uma fechadura importante escondida no fundo de um poço estreito. O anticorpo é uma bola grande que fica presa nas bordas do poço, sem alcançar a fechadura, pelo que o vírus se liga à célula sem impedimentos.
Questões de aulas e exames
Por que o termo «virulência» não se aplica aos vírus?
Entre os vírus, não existem formas não patogênicas em princípio, pois eles são parasitas obrigatórios a nível genético. Portanto, para avaliar suas propriedades, utilizam-se os termos «infectividade».
O que é a estrutura mínima de infecção viral?
Este é o componente do viríon que é capaz de iniciar autonomamente o processo infeccioso após o «desnudamento» (desproteinização). Nos vírus simples, trata-se do ácido nucleico com proteínas internas; nos complexos, são os nucleocapsídeos ou núcleos.
Para que o vírus precisa de processamento proteolítico?
O corte proteolítico (clivagem) da proteína precursora é necessário para a ativação das proteínas de fusão. Sem esta clivagem enzimática, o vírus não conseguirá penetrar na célula, e a infecção tornar-se-á abortiva.
O que mais estudar sobre o tema
- Estrutura da hemaglutinina (HA1 e HA2) do vírus da gripe e as suas diferenças em relação aos paramixovírus
- O papel da neuraminidase como fator de patogenicidade e a sua relação com a proteólise
- Tropismo tecidual: condições para a entrada e reprodução do vírus em um tecido específico
- Estrutura e funções de dois domínios de proteínas transativadoras
- Bloqueio de transativadores e inibidores da proteólise na terapia antiviral
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