Vírus Influenza A

Vírus Influenza
Disciplina: Relação Parasita-Hospedeiro
Profa. Rita de Cássia Nasser Cubel Garcia
A História da Gripe
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
cienciahoje.uol.com.br/controlPanel/materia/.../3096 -
A História da Gripe

1781: epidemia na Rússia

1830: epidemia na Ásia
pelo grande número de doentes e pela frequência da tosse


1889-1890: 1o registro de uma pandemia de gripe – 300.000
óbitos principalmente idosos
Séulo XX: 3 grandes Pandemias
1918: Gripe Espanhola: “o maior holocausto médico já visto”
commons.wikimedia.org
Bonde circula por cidade brasileira
carregado de caixões em 1918
cienciahoje.uol.com.br/controlPanel/materia/.../3096 - c
Gripe Espanhola
20-40 milhões de mortos
Gripe de
Hong Kong
Gripe
Asiática
H1N1
H2N2
H3N2
H1N1
S-OIV(H1N1)
2009
Século XX
Gripe do
Frango
H5N1
1997
2003
Gripe espanhola
3 ondas:
primavera de 1918
(branda)
setembro-novembro
1918 (alta
mortalidade)
1919 (alta
mortalidade)
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
www.birdflumanual.com
Século XXI:
“ Are we ready for pandemic Influenza?”
Março – Abril 2009
18/03/ 2009 : casos de gripe suína no México
21/04/2009: CDC confirma casos de gripe suína na California.
25/04/2009: WHO eleva alerta de pandemia para nível 4 
potencial pandêmico
08/05/2009: Brasil relata 4 casos
11/06/2009: WHO eleva o risco de pandemia para fase 6 
pandemia global  74 países com casos confirmados
http://www.nature.com/news/
Família:
Orthomyxoviridae
• Vírus Influenza A: humanos
suínos
equinos
aves
focas
• Vírus Influenza B
humanos
• Vírus Influenza C
Virus Influenza
•
Microscopia eletrônica: partículas pleomórficas, envelopadas
diâmetro: 80-120nm
An electron microscopy image of the flu virus.
Credits: Rob Ruigrok/ UVHCI.
http://www.esrf.eu/news/general/flu/
Public Health
Image
Library
(PHIL)
2009_H1N1_influenza_virus_genetic-num-nl.svg‎
http://phil.cdc.gov/phil/details.asp?pid=10073
www.nature.com
Proteína transmembrana: Flu A
Proteína da Matriz- M1
(face interna do envelope)
Hemaglutinina: envelope
Nucleoproteína (NP): capsídeo
Neuraminidase : envelope
•
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
Virus Influenza
PB2
PA
PB1
NP
RNA
Naffakh, N et al. Annu. Rev. Microbiol. 2008. 62:403–424
Ribonucleoproteína:
RNA + NP + complexo RNA polimerase viral (PB1+ PB2 + PA)
transcrição e replicação do RNA viral
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
Vírus Influenza A
Dividido em subtipos  diferenças antigênicas na HA e NE
Hemaglutinina = 16
Neuraminidase = 9
Nomenclatura :
Vírus Influenza Humano:
Vírus Influenza A
/ Hong kong
/ 1
/
68
(H3N2)
Subtipo de
HA e NA
Tipo (A, B, C)
Origem geográica
Ano de isolamento
No. da amostra no lab.
Vírus Influenza de outros hospedeiros:
Vírus Influenza A / swine / Iowa / 15 / 30 (H1N1)
Hospedeiro
Influenza A: subtipos virais na natureza
Hemaglutinina
H16
Neuraminidase
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
Influenza em aves:
- Infecção no trato respiratório
- infecção no epitélio intestinal  vírus eliminado nas
fezes por 3-4 semanas
www.iowadnr.gov
www.biologycorner.com
infecção
assintomática
patos
gansos
alta
patogenicidade
galinhas
perus
100%
fatal
baixa
patogenicidade
www.influenzareport.com
Virus Influenza A - Distribuição dos subtipos de HA
Hemaglutinina:
- Adsorção do vírus ao receptor celular (ácido siálico)
- Penetração:fusão do envelope do vírus com a membrana do endosoma
Ciclo de replicação:
vírus influenza
Neuraminidase:
-Evitar a agregação viral
- Disseminação do vírus no hospedeiro
Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939
www.nature.com
Clivagem de HA0  essencial
para a infectividade do vírus
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/
www.fluwikie.com
Evita a
disseminação
viral
neutralizante
no
interior
das
células
Resposta imune humoral: HA, NE e M2
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.nature.com
Influenza em mamíferos: infecção respiratória
www.horsehage.co.uk
www.sciencedaily.com
Porta de Entrada: Trato respiratório
http://www.ifpma.org/index.php?id=4176
www.influenzareport.com
(A) Influenza infecta o trato respiratório superior e células ciliadas
nos brônquios e bronquíolos. A resposta imune adaptativa é
iniciadas nos nódulos linfáticos assoicados às vias aéreas.
(B) O epitélio respiratório é capaz de se defender de patógenos pela
camada de muco (brônquios), células ciliadas (brônquios e
bronquíolos) e macrófagos alveolares.
Também há evidências de transmissão por mãos ou outras superfícies
contaminadas
A eficiência da transmissão por essas vias está na dependência da carga
viral contaminante, de fatores ambientais como umidade e temperatura e
do tempo transcorrido entre a contaminação e o contato com a superfície
contaminada
Virus Influenza – Manifestações clínicas
Após 1-4 dias de incubação:
- febre elevada (temperatura axilar >38oC que pode durar até 7 dias, em
geral desaparece no 3o. dia)
- calafrios, cefaléia,
mialgia e artralgia.
prostração ,
tosse, congestão nasal e coriza,
- 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
Mecanismos de variabilidade
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
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
Virus Influenza A: Variações menores (Antigenic drift )
H3
Anti-H3

H3´
anti-H3´

H3´´
anti-H3´´

H3´´´
anti-H3´´´
Mecanismos de variabilidade
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
Virus Influenza A
- Variações maiores:
Antigenic shift
novo subtipo de HA
e/ou NE
www.influenzareport.com
Emergência de vírus influenza A pandêmico
info4med.tistory.com
PB1: aumento de patogenicidade
 Especificidade de receptor dos Vírus influenza restringem o
espectro de hospedeiro
Influenza aviário: HA
reconhece ácido siálico
ligado a galactose com
ligações -2,3
(SA 2,3Gal)
Células epiteliais do
trato intestinal das aves
Influenza humano: HA
reconhece ácido siálico
ligado a galactose com
ligações -2,6
(SA 2,6Gal)
porco  hospedeiro intermediário
Células do epitélio respiratório com
ácido siálico ligado a galactose com
ligações -2,3 e -2,6
(SA 2,6Gal)
Células epiteliais da
traquéia humana
Células epiteliais humanas dos bronquíolos e alveolos: receptores avian-like
www.hsph.harvard.edu
H1N1
1998
H3N2 swine virus:
avian/human/ swine triple
ressortant viruses
suínos na América do Norte
Emergência do vírus
Influenza A de origem suína
S-OIV (H1N1)
Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939
H?N?
H3N2
H1N1
Classical
swine virus
H1N1
North
American
avian virus
Human
H3N2 virus
Eurasian
swine virus
H1N1
suínos desde 97-98
Determinantes de patogenicidade viral
Proteína
PB2
PB1-F2
HA
NS-1
Posição
patogeniciade
Alta
patogenicidade
Swine origin
H1N1 virus
627
Glu
Lys
Glu
701
Asp
Asn
Asp
capacidade de
replicação em células
humanas
66
Asn
Ser
truncated (11AA)
indução de apoptose
sítio de
clivagem
único AA
básico: Asn
múltiplos AA
básicos
único AA básico:
clivagem de HA
92
Asp
Glu
Asp
C-terminal
Arg-SerGlu-Val
deleção
Glu-SerGlu-Val
11 C-terminal
Neumann et al. 2009. Nature, 459: 931-939
Baixa
Asn
truncated
Função
resistência ao
efeito antiviral do
interferon
alto nível de citocinas
inflamatórias
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
inflamatório exagerado nos pulmóes e doença letal 
produção
de
citocinas
anti-inflamatórias
efetoras da imunidade adaptativa.
IL-10
processo
suprimem a
pelas
células
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.
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.
http://www.who.int
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
Virus Influenza
Diagnóstico Laboratorial:


Porque?
Orientação terapêutica e profilática.
Diagnóstico rápido: 24 hs
(somente infecções humanas)
Diagnóstico Tradicional :
Imunofluorescência (IF)
1 mês)
Ensaio Imunoenzimático
(EIE)
• Conhecimento das
Reação em cadeia pela
polimerase (RT-PCR)
(ex: Influenza A e B)
Real Time PCR
Isolamento de virus (até
amostras circulantes
Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial
Amostras clínicas:
humanos
suínos
equinos
Aspirado de nasofaringe
Detecção direta de antígenos virais:
Secreção de nasofaringe
processada por IF
www.abcam.co.jp
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
REAL TIME PCR - TAQMAN
Transferência de energia de um dye de alta energia para um dye de baixa
energia.
(ALTA ENERGIA)
(BAIXA ENERGIA)
Adição de um sonda duplamente
marcado (Reporter e Quencher)
que se anela a sequência específica
do molde (entre o primer sense e o
anti-sense)
Quando a enzima alcança o
probe anelado, a atividade
5´exonucleásica da enzima
cliva o probe.
O aumento na distância entre
o Reporter e o Quencher
causa a transferência de
energia.
(ALTA ENERGIA
(BAIXA ENERGIA)
Virus Influenza
 Isolamento em Cultura de Células
Virus Influenza: Diagnóstico laboratorial
Amostras clínicas:
Aves:
fezes frescas
swab de traquéia
swab de cloaca
tecidos (necropsia)
www.myoops.org
Chicken with Highly
Pathogenic Avian Influenza
www.avian-influenza.com
Virus Influenza - Isolamento em ovos embrionados
 Infecções humanas, suínos e equinos e AVES
Inoculação na
Inoculação na
cavidade alantóica
cavidade amniótica:
vírus influenza humano
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.
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:
- 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.
http://www.vacinagripe.com.br/eflu/front/index.jsp?siteCode=EFLU_BR
Vacinas
- o processo é longo e difícil de obter em larga escala
- a demanda é difícil de prever
- a vacina não pode ser estocada de um ano para outro
 Aplicar em grupos prioritários com o intuito de reduzir a
morbi-mortalidade
-
Pessoas com 60 anos ou mais
- Profissionais de saúde
- População indígena (acima de 6 meses de vida)
- Gestantes
- Crianças de 6 meses a menores de 2 anos.
http://portal.saude.gov.br/portal/saude/profissional/area.cfm?id_area=1650
Virus Influenza – Prepração de vacinas
 Inoculação na cavidade alantóica de ovos embrionados de galinha
Vacinas - Influenza
Genes HA e NE
Flu 1
www.influenzareport.com
Outros
Genes Flu 2
Virus Influenza
Tratamento (para infecções humanas)

Específico: Inibidores de Neuraminidase (Influenza A e B)
Zanamivir (Relenza®) e Oseltamivir (Tamiflu®)
www.fluwikie.com
Drogas anti-virais
Oseltamivir
(Tamiflu – Roche):
10 comprimidos, validade 3 anos. Para tratamento e prevenção.
Indicações:
- Profilaxia dos contatos íntimos de casos confirmados de
Influenza por novo subtipo viral
- Tratamento das infecções por Influenza
- Previne 50% das hospitalizações e reduz os sintomas 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
Virus Influenza
Tratamento (para infecções humanas)
Imunoterapia???
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
499 infecções humanas  295 óbitos
http://www.wpro.who.int/health_topics/avian_influenza/
H3N8
graphics.jsonline.com