Vírus influenza

Vírus influenza Descrição desta imagem, também comentada abaixo Microscopia eletrônica de transmissão do influenza A (H1N1) . Classificação
Modelo Vírus
Campo Riboviria
Galho Negarnaviricota
Sub-embr. Poliploviricotina
Aula Insthoviricetes
Pedido Articulaviral
Família Orthomyxoviridae

Classificação filogenética

Posição:

O vírus da gripe é um conjunto de quatro espécies de vírus de ARN de cadeia simples de polaridade negativa distingue cada um por um tipo antigénico específico: o vírus da gripe A , o vírus da gripe B , a gripe C e o vírus da gripe D . Desses quatro tipos antigênicos, o tipo A é o mais perigoso, o tipo B é menos arriscado, mas ainda tem probabilidade de causar epidemias e o tipo C geralmente está associado apenas a sintomas menores. O tipo D é menos comum do que outros e não é conhecido por causar infecções em humanos . Esses quatro vírus têm um genoma segmentado, com oito segmentos para os dois primeiros e sete segmentos para os dois últimos. A composição de aminoácidos dos vírus influenza C e D é semelhante a 50%, uma taxa semelhante à observada entre os vírus influenza A e B; a taxa de divergência entre os vírus A e B, por um lado, e os vírus C e D, por outro lado, é, por outro lado, muito maior.

Os antígenos , proteína da matriz (M1) e nucleoproteína (NP), são usados ​​para determinar se um vírus da gripe é do tipo A, B, C ou D. A proteína M1 é necessária para a montagem do vírus e a nucleoproteína está envolvida no vírus transcrição e replicação .

De glicoproteínas também são encontradas na superfície da membrana celular . Os vírus da gripe A e B possuem duas glicoproteínas: hemaglutinina (HA) e neuraminidase (NA); Os vírus influenza C e D têm apenas uma glicoproteína, a glicoproteína de fusão hemaglutinina-esterase ( HEF ). Essas glicoproteínas permitem a ligação e a fusão entre o envelope viral e a membrana celular . A fusão dessas membranas permite que as proteínas e o genoma do vírus sejam liberados na célula hospedeira , o que causa a infecção . Os tipos C e D são os únicos vírus da gripe a expressar uma esterase . Esta enzima é semelhante à neuraminidase produzida pelos vírus influenza A e B, pois essas duas enzimas destroem os receptores nas células hospedeiras

As glicoproteínas podem sofrer mutações ( deslizamento do antígeno ) ou rearranjo no qual uma nova hemaglutinina ou neuraminidase é produzida ( quebra antigênica ). Os vírus da influenza C e D podem apenas dar origem ao deslizamento antigênico, enquanto o vírus da influenza A também experimenta quebras antigênicas. Quando um desses processos ocorre, os anticorpos produzidos pelo sistema imunológico do hospedeiro não protegem mais contra essas glicoproteínas alteradas. Por esse motivo, esses vírus causam infecções continuamente.

Tipos, subtipos e cepas

Os quatro tipos de vírus influenza correspondem, cada um, a uma espécie de vírus na acepção do ICTV . Cada uma dessas espécies é ainda dividida em subtipos por serótipos e cepas , a virulência e infectividade  (in) variam consideravelmente de uma espécie hospedeira para outra.

Tipos e subtipos de vírus influenza
Tipos Hosts Subtipos
Vírus da influenza A Humanos , porcos , pássaros , cavalos , morcegos H1N1 , H1N2 , H2N2 , H3N1 , H3N2 , H3N8 , H5N1 , H5N2 , H5N3 , H5N8 , H5N9 , H7N1 , H7N2 , H7N3 , H7N4 , H7N7 , H7N9 , H9N2 , H10N7
Vírus Influenza B Humanos , focas Victoria, Yamagata
Vírus Influenza C Humanos , porcos , cachorros
Vírus Influenza D Porcos , gado

Vírus da influenza A

Os vírus da influenza A são classificados de acordo com as glicoproteínas em seu envelope viral , a hemaglutinina e a neuraminidase , que identificou os subtipos HxNy, onde H identifica a hemaglutinina e a neuraminidase N se identifica com x variando de 1 a 18 e y variando de 1 a 11 . Estes são os vírus influenza mais virulentos, os seguintes foram observados em humanos  :

Dentro desses subtipos, também existem cepas e variantes, identificadas de acordo com uma nomenclatura indicando respectivamente o tipo, a origem geográfica, o número da cepa e o ano de identificação, por exemplo:

As cepas que causam a epidemia de “gripe aviária” de 2006 são geralmente chamadas de HPAI H5N1, que significa Gripe Aviária Altamente Patogênica .

Vírus Influenza B

O vírus da gripe B é quase exclusivamente humano , e menos difundida do que o vírus da gripe A . O único hospedeiro não humano conhecido por abrigar este vírus é a foca . O vírus influenza B sofre mutação duas a três vezes mais lentamente do que o vírus do tipo A e, portanto, apresenta menor variabilidade genética, com apenas um sorotipo . Por esse motivo, a imunidade ao vírus influenza B é geralmente alcançada em uma idade bastante jovem. A taxa de mutação não é zero, no entanto, e dois subtipos do vírus influenza B são claramente identificados, chamados Victoria e Yamagata, de modo que a imunidade não pode ser total ou permanente. No entanto, a ausência de hospedeiros não humanos exclui a possibilidade do surgimento de uma pandemia de vírus influenza B. As variantes desse vírus são identificadas por uma nomenclatura semelhante à do vírus influenza A, por exemplo:

Vírus Influenza C

O vírus influenza C infecta humanos e porcos e pode causar doenças graves e epidemias localizadas. No entanto, esse tipo de vírus influenza é menos comum do que os outros e parece causar doenças leves em crianças.

Vírus Influenza D

Os primeiros vírus influenza D foram isolados em 2011. Este tipo parece ter divergido dos vírus influenza C há várias centenas de anos. São conhecidas pelo menos duas cepas . Parece infectar principalmente bovinos , mas também foi observado em porcos .

Genoma e estrutura

Os vírus influenza pertencem à ordem dos Articulavirales , portanto possuem um genoma segmentado, ou seja, dividido em moléculas de ácidos nucléicos distintos, ou seja, sete a oito segmentos RNA de fita simples de polaridade negativa. O comprimento total deste genoma está entre 12.000 e 15.000  nucleotídeos , com, por exemplo, para o vírus influenza A (H1N1) , uma distribuição do tipo:

Segmentos do vírus Influenza A
Segmento de RNA Proteína (s) Nucleotídeos Aminoácidos
PB1 Polimerase 1 básica 2300 a 2500 757 + 87 (F2)
PB2 Polimerase 2 básica 2300 a 2500 759
PA Polimerase ácida 2200 a 2300 716
HA Hemaglutinina 1700 a 1800 550
NP Nucleoproteína 1500 a 1600 498
N / D Neuraminidase 1400 a 1500 454
M Proteínas de membrana 1000 a 1100 252 + 97
NS Proteínas não estruturais 800 a 900 230 + 121

Dos segmentos acima, os dois mais importantes são PB1 e HA. PB1 fornece uma RNA polimerase dependente de RNA essencial para a virulência do vírus, enquanto HA fornece o antígeno glicoproteico de superfície ( hemaglutinina ) determinando sua transmissibilidade .

A sequência deste terminal do genoma se repete em ambas as extremidades. As sequências repetidas na extremidade 5 ' têm 12 ou 13 nucleótidos de comprimento, as da extremidade 3' têm 9 a 11 nucleótidos de comprimento. O vírus influenza A produz uma proteína PB1-F2 a partir de uma estrutura de leitura aberta alternativa do segmento PB1, enquanto os segmentos M e NS produzem duas proteínas cada, denominadas M1, M2, NS1 e NS2, por splicing alternativo .

Os vírions da influenza A têm um diâmetro de 80 a 120  nm e geralmente formam um conjunto de partículas elipsoidais , baciliformes e filamentosas. Seu genoma tem um comprimento total de 13,5  quilobases distribuídas em oito segmentos de fita simples de RNA de polaridade negativa que codificam 11  proteínas , denominadas HA, NA, NP, M1, M2, NS1, NEP, PA, PB1, PB1-F2 e PB2. A hemaglutinina HA e a neuraminidase NA são as mais bem caracterizadas. Estas são grandes glicoproteínas localizadas na superfície dos vírions. A neuraminidase é uma enzima envolvida na formação de vírions recém-formados em células infectadas, enquanto a hemaglutinina é uma lectina envolvida na ligação do vírus à célula hospedeira e na injeção do genoma viral nesta última. A hemaglutinina e a neuraminidase são os alvos dos antivirais . Essas proteínas são antígenos reconhecidos pelos anticorpos do corpo .

Os vírions são pleomórficos , com invólucro geralmente elipsóide de 80 a 120  nm de diâmetro e podem formar filamentos de até 20  mícrons de comprimento. O envelope está cheio de protuberâncias 500 que se projetam de cerca de 10 a 14  nm da superfície do vírus. As moléculas de hemaglutinina são separadas umas das outras por lacunas de neuraminidase , com uma proporção de cerca de 4 a 5 moléculas de neuraminidase por molécula de hemaglutinina.

A membrana viral, carregada com colesterol e eriçada de glicoproteínas , contém o nucleocapsídeo , que contém nucleoproteínas de diferentes tamanhos dispostos em um arranjo mal compreendido . As proteínas ribonucleares são filamentosas, com diâmetro de 9 a 15  nm e comprimento de 50 a 130  nm . Eles exibem simetria helicoidal.

Ciclo de replicação

Os mamíferos infectados transmitem a gripe geralmente por via aérea, por meio da tosse ou espirro, expelindo aerossóis contendo o vírus , enquanto as aves contaminadas transmitem seus excrementos. A gripe também pode ser transmitida pela saliva , secreções nasais , fezes e sangue . As infecções ocorrem pelo contato com esses fluidos corporais ou com superfícies contaminadas. Fora do hospedeiro , os vírus da influenza podem permanecer infecciosos por cerca de uma semana na temperatura do corpo humano ( 37  ° C ), por mais de 30 dias a 0  ° C e indefinidamente em temperaturas muito baixas - como os lagos do norte. -Est da Sibéria . Eles podem ser facilmente inativados por desinfetantes e detergentes.

Os vírus se ligam a uma célula por meio de interações entre sua glicoproteína de hemaglutinina e oses de ácidos siálicos na superfície das células epiteliais do pulmão e da garganta (etapa 1 no ciclo de replicação do esquema). A célula capta o vírus por meio de endocitose . No ácido endossômico , uma parte da hemaglutinina funde o envelope viral com a membrana do vacúolo , liberando no citoplasma moléculas de proteínas acessórias do vírus RNA (vRNA) e da RNA polimerase dependente de RNA (2ª etapa). Estas proteínas e o ARN viral formar um complexo transportado para o núcleo da célula, onde a polimerase de ARN dependente de ARN pode transcrever a complementar , positivo- sentido de ARN (ARNc) (passos 3a e 3b). O cRNA pode ser exportado para o citoplasma para tradução (etapa 4), mas também pode permanecer no núcleo. As proteínas virais recentemente sintetizadas podem ser secretadas pelo aparelho de Golgi para a superfície celular (no caso da neuraminidase e hemaglutinina, correspondendo à etapa 5b do esquema), ou ser transportadas para o núcleo para se ligar ao vRNA e formar novas partículas do genoma viral (etapa 5a). As demais proteínas virais têm diversas ações na célula hospedeira, incluindo a degradação do RNA mensageiro celular e a utilização dos nucleotídeos liberados para a síntese do RNA viral, que também tem o efeito de inibir a tradução dos RNAs. mensageiros.

Os vRNAs de polaridade negativa que formam o genoma de vírus futuros, RNA polimerase dependente de RNA e outras proteínas virais são montados em um vírion . As moléculas de hemaglutinina e neuraminidase agrupam-se em uma protuberância na membrana celular . VRNA e proteínas estruturais virais deixam o núcleo e entram na protuberância da membrana. O vírus maduro brota para fora da célula dentro de uma esfera de membrana fosfolipídica da célula hospedeira, carregando hemaglutinina e neuraminidase junto com este envelope de membrana. Os vírus aderem à célula através da hemaglutinina, de modo que os vírus maduros são separados da célula hospedeira onde são formados, uma vez que sua neuraminidase clivou os resíduos de ácido siálico da célula hospedeira. Este último morreu após a liberação de vírions do vírus da gripe.

Os vírus da gripe, como todos os Orthomyxoviridae , se replicam no núcleo da célula, característica que compartilham apenas com os retrovírus . Isso ocorre porque eles não possuem a maquinaria enzimática para produzir seus próprios RNAs mensageiros. Eles usam o RNA celular como iniciador para iniciar a síntese do mRNA viral por um mecanismo chamado cap de captura  (en) . Uma vez no nleo, a protea PB2 da ARN-polimerase se liga à extremidade 5' tampa de um celular ARN pré-mensageiro . A proteína PA cliva esse RNA próximo à sua extremidade 5 'e usa esse fragmento coberto como um iniciador para transcrever o restante do genoma do RNA viral em RNA mensageiro viral. Esse procedimento é necessário para que o RNA mensageiro viral tenha uma tampa para que possa ser reconhecido por um ribossomo e ser traduzido em proteína .

O ARN dependente de ARN-polimerase viral estar livre de função de correcção de erros, que é confundido inserção de nucleótidos aproximadamente cada 10.000 inserções, que é aproximadamente o comprimento do genoma do vírus da gripe. Cada novo vírion, portanto, contém estatisticamente uma mutação em seu genoma. A segmentação do genoma em moléculas de RNA separadas permite que os genes sejam misturados ( reorganizados ) quando duas ou mais variedades de vírus influenza infectam a mesma célula. Isso resulta na formação de um vírus dotado de propriedades diferentes, que podem, por exemplo, permitir a infecção de novos hospedeiros ou escapar da imunidade desenvolvida pelo hospedeiro contra o genoma anterior; no último caso, falamos de quebra antigênica .

Viabilidade do vírus e desinfecção

Os vírus da gripe em mamíferos tendem a ser instáveis, mas podem permanecer infecciosos por várias horas no muco . A gripe aviária pode permanecer infecciosas por 100 dias na água destilada , à temperatura ambiente, e durante 200 dias a 17  ° C . É inativado mais rapidamente no estrume, mas pode permanecer infeccioso até duas semanas nas fezes . Os vírus da gripe aviária podem permanecer infecciosos indefinidamente quando congelados.

Os vírus da gripe são sensíveis a água sanitária , etanol 70%, aldeídos , oxidantes e amônia quaternária . Eles são inativados por uma temperatura de 56  ° C por pelo menos 60 minutos, bem como por um pH ácido abaixo de 2.

Vacinas e prevenção

Existem vacinas e medicamentos para a profilaxia e tratamento das infecções pelo vírus da gripe. As vacinas são constituídas por viriões inactivados ou atenuados subtipo H1N1 ou H3N2 de influenza A humano, bem como variantes de vírus da gripe B . Como a antigenicidade dos vírus selvagens está em constante evolução, as vacinas são reformuladas a cada ano a partir de novas cepas . No entanto, quando a antigenicidade dos vírus selvagens não corresponde à das cepas utilizadas para produzir essas vacinas, estas não protegem contra esses vírus e, quando os antígenos são compatíveis, também podem aparecer mutantes que escapam da cobertura antigênica das vacinas.

Entre os medicamentos disponíveis para o tratamento da gripe humana , a amantadina e a rimantadina inibem o desprendimento de vírions das células infectadas interferindo na proteína da matriz M2, enquanto oseltamivir (comercializado sob a marca Tamiflu ), zanamivir e peramivir inibem a liberação de vírions interferindo com neuraminidase  ; peramivir tende a gerar menos mutantes do que zanamivir

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