Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología 1ra Cátedra Microbiología I. Virología Seminario 13. Infecciones Virales Agudas

Transcripción

1 Departamento de Microbiología, Parasitología e Inmunología 1ra Cátedra Microbiología I Virología 2018 Seminario 13 Infecciones Virales Agudas

2 Infecciones Virales Agudas 1. Infecciones agudas con puerta de entrada entérica: Rotavirus (modelo infección localizada) Enterovirus (modelo infección diseminada) 2. Infecciones agudas con puerta de entrada respiratoria: Influenza (modelo infección localizada) Sarampión (modelo infección diseminada)

3 Objetivos 1. Conocer las características estructurales de virus causantes de infecciones agudas con puerta de entrada entérica (Modelos: rotavirus y enterovirus) y respiratoria (Modelos: influenza y sarampión). 2. Comprender las estrategias de replicación viral, diseminación, vías de transmisión y reservorios. 3. Comprender los mecanismos patogénicos asociados a las principales enfermedades producidas por cada agente. Discutir sus implicancias en el diagnóstico, epidemiología y profilaxis de cada infección.

4 Virus con entrada por vía entérica Virus asociados con gastroenteritis rotavirus calicivirus norovirus sapovirus astrovirus adenovirus 40, 41 astrovirus rotavirus norovirus Virus asociados con infecciones sistémicas enterovirus-polio enterovirus no-polio parechovirus sapovirus adenovirus Rotavirus ARN doble cadena segmentado

5 Infecciones localizadas en tracto GI rotavirus norovirus adenovirus astrovirus Entrada oro faringe Estables en el medio ambiente Baja dosis infectante (Norovirus: 10 virus) Diferentes fuentes: agua, comida, persona-persona Órgano blanco Intestino delgado Replicación enterocito Egreso Virucopria Elevada ( norovirus; rotavirus part/g heces). Prolongada ante inmunodeficiencia

6 Principales virus asociados con gastroenteritis en humanos

7 El enterocito: una célula polarizada

8 Liberación de rotavirus por el polo apical de enterocitos? Virus SV5 (simian virus 5 = parainfluenza 5) Virus estomatitis vesicular

9 ROTAVIRUS

10 Rotavirus: salud pública La infección por rotavirus es la causa más común de diarrea en niños <5 años. En América Latina, cada año se estima que 10 millones de niños padecen la enfermedad, de los cuales 2 miilones son llevados a la consulta, deben ser hospitalizados y fallecen. Si bien la incidencia de la infección por rotavirus es similar en países desarrollados y en vías de desarrollo. Sin embargo, el 80% de las muertes ocurren en este último grupo. En Argentina, es responsable de casos anuales de diarrea aguda y del 30-50% de las muertes por diarrea en niños < 5 años. *** (Fuente: Degiusseppe et al. J Med Virol Mar;89(3): RED NACIONAL DE VIGILANCIA DE GASTROENTERITIS VIRALES. Instituto Malbran)

11 Patogénesis a nivel orgánico Infección localizada a nivel del intestino. Transmisión por contacto fecal-oral (Alta estabilidad, virucopria persistente en el tiempo) Síntomas más comunes: fiebre, diarrea y vómitos.

12 Características Familia Reoviridae Simetría icosaédrica Sin envoltura lipídica ARN dc segmentado (posibilidad de reasociación) Enzimas virales para ARNm Replicación en citoplasma Genoma no infeccioso per se Electroferotipo: diagnóstico confirmatorio con valor epidemiológico.

13 Clasificación En el hombre:10 serotipos G (G1, G2, G3, G4, G5, G6, G8, G9, G10 y G12) y 9 serotipos P (P1A, P1B, P2A, P3A, P3B, P4, P5A, P8 y P11).

14 Ciclo de Replicación Adsorción y entrada (VP4 / Ac. Siálico) Maduración (Proteólisis VP4) Exocitosis Lisis Antagonismo IFN Shut-off traducción proteínas celulares Endosoma Temprano Traducción Partícula transitoriamente envuelta VP7 Transcripción Replicación Ensamblado Viroplasma NSP2-NSP5 Desnudamiento/P enetración Nature Reviews Microbiology 10, (March 2012)

15 Patogénesis I TIEMPO post-infección 0 12 horas horas 7 días REPLICACIÓN VIRAL 0 Antígeno parcelar Duo<Yey<Ile Elevado título viral Duo<Yey=Ile 0 DIARREA LESIÓN HISTOPATOLÓGICA No No (rota) Si (otros) Atrofia de vellosidades, inflamación, infiltrado mononuclear. Vacuolización de cel. epiteliales No

16 Patogénesis III SNE NSP4 Movilización del Ca 2+ intracelular Disrupción del citoesqueleto Menor expresión de disacaridasas Inhibición del los sistemas de cotransporte de Na + Necrosis SNE=Sistema Nervioso Entérico GASTROENTEROLOGY 2009;136:

17 Patogénesis IV Rotavirus estimula la liberación de serotonina por las células enterocromafines estímulo vagal para la emesis PLoS Pathog Jul;7(7):e

18 Reasociación de segmentos génicos Infección dual de un enterocito por 2 virus parentales Progenie

19 Reasociación de segmentos génicos RotaTeq: Vacuna pentavalente atenuada. Reasociación virus humano/bovino. Rotavirus Bovino (WC3) G6P5 RV Humano (WI79) G1P8 RV Humano (SC2) G2P4 RV Humano (WI78) G3P8 RV Humano (BrB) G4P8 WI79-9 (G1P5) WI79-4 (G6P8) SC2-9 (G2P5) WI78-9 (G3P5) BrB-9 (G4P5)

20 Infecciones sistémicas con ingreso entérico: MODELO ENTEROVIRUS

21 Familia Picornaviridae Género Enterovirus EV no-polio Clasificación Poliovirus (PVs, 3 serotipos) Echovirus (EchoV, 29 serotipos) Parechovirus (PechoV, 6 serotipos) Coxsackie A (CAV, 23 serotipos) Coxsackie B (CBV, 6 serotipos) Enterovirus (EV68-121) Género Hepatovirus Hepatitis A (virus cuasi-envuelto) Familia Hepeviridae Hepatitis E (virus cuasi-envuelto) enterovirus virus entéricos

22 Estructura Ca pside de simetri a icosae drica Taman o: nm Virus desnudo RNA (+) cadena simple Infeccioso Resistentes a ph a cido, etanol, solventes lipi dicos, detergentes, y T ambiente.

23 Ciclo de Replicación Expresión de hpvr CD155 Amígdala Placas de Peyer Recto Apéndice (Mueller y col, Agosto 2005)

24 Enterovirus: Patogénesis a nivel orgánico Sistema Nervioso Central Conjuntiva Mucosas Tracto respiratorio superior e inferior Piel Entrada Replicación en orofaringe Viremia primaria Corazón Replicación en Placas de Peyer Hígado Músculo Viremia secundaria Egreso Virucopria

25 Enterovirus: Patogénesis a nivel orgánico Conjuntivitis CAV, EV70 Enfermedad Respiratoria POLIO, CAV, CBV, EchoV, EV Síndrome PIE-MANO-BOCA CAV, EV71 Mialgia intercostal (pleurodinia enfermedad de Bornholm) CBV Meningitis Meningoencefalitis POLIO, CAV, CBV, EchoV, EV Herpangina CAV Miocarditis y Pericarditis CAV, CBV, EchoV Exantema CAV, CBV, EchoV Orchitis CBV, EchoV Enfermedad Paralitica POLIO Diabetes mellitus tipo 1 CBV

31 Exantema máculo-papular por EV Enfermedad Paralítica por Polio Conjuntivitis hemorrágica por EV70 Enfermedad Mano-pie-boca por Coxsackie A16 Sepsis generalizada por enterovirus

32 MIOCARDITIS PIE-MANO -BOCA Infiltrado inflamatorio Miocito dañado (Apoptosis) MENINGITIS OLIOMIELITIS Detección de RNA de polio en células del asta anterior de médula espinal POLIO Ag de cápside de polio en motoneuronas del asta anterior izquierda, (modelo murino)

33 Diseminación por vía hemática

34 Diseminación vía SNC 3 hipótesis: 1) Pasaje directo del virus a través de la BBB después de la viremia. 2) Vi a axonal retro grada: por axones desde mu sculos a me dula espinal y cerebro. 3) Caballo de Troya: entrada a SNC en células del linaje inmune infectadas.

35 Patogénesis a nivel celular Adsorción Desnudamiento Lisis Exocitosis Cápside icosaédrica Traducción desde IRES Inhibición traducción transcriptos del huésped Transcripción Inhibición transporte nuclear Formación de vesícula Replicación

38 Patogénesis a nivel celular Adsorción Desnudamiento Lisis Exocitosis Cápside icosaédrica Células NO infectadas Traducción desde IRES Inhibición traducción transcriptos del huésped Células infectadas Transcripción Inhibición transporte nuclear Formación de vesícula Replicación

39 Patogénesis a nivel celular

40 Virus Polio: Erradicación Año 2016

41 Infecciones virales con vía de entrada respiratoria Sincicial respiratorio Rinovirus Parainfluenza Influenza Metapneumovirus humano Adenovirus Sarampión Parvovirus B19

42 Infecciones virales con vía de entrada respiratoria

43 Virus influenza

44 Familia: Orthomyxoviridae Géneros: Influenzavirus A Influenzavirus B Influenzavirus C Thogotovirus Virus influenza Envoltura derivada de la membrana celular Hemaglutinina: H1-H16 Neuraminidasa: N1-N9 Proteínas no estructurales Yi Shi, et al. Nature Reviews Microbiology 12, (2014)

45 Receptores y ciclo de replicación Neuraminidasa Hemaglutinina Tomado de reactome.org. DOI /REACT_6145.3

46 Desnudamiento: Rol de M2 (canal iónico) Bajo ph, activa el canal M2 y los protones entran al virión Bajo ph, cambios conformacionales de la HA que llevan a la fusión con la membrana Liberación de las RNPs al citoplasma y transporte al núcleo Robert A. Lamb and Robert M. Krug's "Orthomyxoviridae: The Viruses and Their Replication," in Fields Virology, Lippincott-Raven Publishers

47 Blancos de acción de antivirales Canal M2 Amantadina Oseltamivir Zanamavir Moscona A. N Engl J Med. 2005:353:

48 Influenza: Cuadros clínicos Salida Entrada Enfermedades Faringitis Laringotraqueobronquitis Bronquiolitis Bronquitis Neumonía

49 Entrada, diseminación y eliminación Alessandro Boianell et al. Viruses Oct; 7(10):

50 Virus influenza: patogénesis a nivel celular

51 Patogénesis: rol de células alveolares epiteliales y endoteliales Lancet Infect Dis 2014; 14: Short KR, et al. Lancet Infect Dis 2014; 14: 57 69

52 Influenza: Patogénesis Bosch et al (2013) PLOS Pathogens 9(1): e

53 Influenza: factores de virulencia Algunas mutaciones específicas en los genes PB1, PB2, PA, HA, NA y NS1 Producción de genomas virales defectivos (DVGs): DVGs gravedad Segmento viral completo nt GENOMAS VIRALES DEFECTIVOS (DVGs) DEL VIRUS INFLUENZA Cantidad relativa de DVGs detectados por RNA-Seg Tamaño de DVG nt Fatal Leve Distribución de DVGs por segmento viral Caso fatal Caso leve La presencia de DVGs potencia la respuesta del huésped y produciría una infección atenuada, posiblemente mediada por el reconocimiento del RNAds por los receptores que activan la cascada de señales antivirales Segmento Segmento Vasilijevic et al. 2017

54 Virus influenza: mecanismos de variabilidad CAMBIOS MENORES (drift) por mutaciones puntuales en el genoma eventos estacionales CAMBIOS MAYORES (shift) por reasociación de segmentos genómicos eventos pandémicos Yi Shi, et al. Nature Reviews Microbiology 12, (2014)

55 Cambios Menores (drift) Cambios Mayores (shift) Vacuna anti-influenza

56 Evolución del virus influenza

57 Virus influenza A (H1N1v): la pandemia de 2009 Casos humanos por H1N1 desde virus triple re-asociado porcino Casos humanos por H1N1 (triple + influenza A porcino euroasiático) Reasociación de virus de origen porcino, humano, aviar Epidémico en cerdos (interhumana poco eficiente) Reasociación de virus de origen porcino, humano, aviar No epidémico en cerdos (transmisión interhumana eficiente) Porcino clásico (linaje americano) Aviar (linaje americano) Estacional (H3N2) Porcino (linaje euroasiático)

58 Infecciones sistémicas con ingreso respiratorio Exantemas Sarampión Rubéola Parvovirus B19 (Erythrovirus) SPH Hantavirus Parotiditis Entrada Sarampión Rubéola Parvovirus Virus Junín Hantavirus Exantemas Diseminación Sarampión sanguínea Rubéola Parvovirus fiebre hemorrágica argentina

59 Virus Sarampión

60 Virus Sarampión: Importancia en Salud Pública Número de casos reportados de sarampión (septiembre 2001-febrero 2016) Argentina. no presenta casos autóctonos desde el año desde 2009 se han registrado casos importados. último brote en el año 2010 (2 casos importados y 15 relacionados a la importación ).

61 Estructura de la partícula viral Familia Paramyxoviridae Género Morbillivirus Moss WJ, Nat Rev Microbiol, 2006; 4:

62 Ciclo de replicación (Vacunas) CD150 (SLAM), nectin4 Moss WJ, Nat Rev Microbiol, 2006; 4:

63 Historia natural de la infección, síntomas clínicos y rta. inmune I Replicación viral Síntomas clínicos Moss WJ, Lancet, 2012; 379:

64 Historia natural de la infección, síntomas clínicos y rta. inmune II Respuesta inmune Respuesta de citoquinas Moss WJ, Lancet, 2012; 379:

65 Cuadro clínico Ludlow M, J Pathol 2015; 235:

66 Cuadro clínico Manchas de Koplik Acumulación de células mononucleares Exantema maculopapular Griffin DE, FEMS Microbiol Rev, 2012; 36:

67 Receptores Noyce RS, Trends un Microbiology, 2012; 20:

68 Etapas de la infección Infección temprana Noyce RS, Trends un Microbiology, 2012; 20:

69 Etapas de la infección Infección tardía Noyce RS, Trends un Microbiology, 2012; 20:

70 Etapas de la infección Viruses 2016, 8, 210; doi: /v

71 Etapas de la infección Viruses 2016, 8, 210; doi: /v

72 Tipos celulares infectados Ludlow M, J Pathol 2015; 235:

73 Sistema inmune: «amigo» o «enemigo»?? Células del sistema inmune son permisivas a la infección por sarampión El sistema inmune desarrolla una fuerte respuesta celular y humoral Inmunosupresión Eliminación de la infección

74 Posibles mecanismos de inmunosupresión Infección y depleción Transinfección de LT Apoptosis de linfocitos Proliferación anormal Citoquinas inmuno moduladoras Perfil Th2 Defectuosa presentación antigénica Adaptado de Moss Wj, The Int J Biochemistry, 2004;

75 Sarampión: Complicaciones neurológicas Enfermedad Encefalomielitis aguda diseminada (ADEM) Encefalitis con cuerpos de inclusión (MIBE) Panencefalitis esclerosante subaguda (PEES) Hospedador Normal Inmunosuprimido Normal Edad de Infección >2 años Indistinto < 2 años Virus en cerebro No Si Si Incidencia 1:1000? 1: Patología Inflamación, desmielinización Cuerpos de inclusión Cuerpos de inclusión, inflamación Curso Monofásico, semanas Progresivo, meses Progresivo, años

76 Microbiología y Parasitología I Tutoría Seminario 13 - Virología Usted comenzó a trabajar recientemente en el Ministerio de Salud de la Nación como médico epidemiólogo. Junto a sus colegas realizó un análisis retrospectivo de los datos recabados a partir de fichas de denuncia epidemiológica y confeccionó el siguiente gráfico. Discuta con su tutor que concluye a partir del mismo.

77 A. Responda Verdadero o Falso según corresponda. I. El mayor número de casos se observa durante los meses de invierno ya que el virus no sobrevive a temperaturas templadas o elevadas. II. III. Las pandemias por virus influenza pueden ser ocasionadas únicamente por el género A ya que es el único que posee un genoma segmentado. Durante la pandemia por virus influenza A H1N1 del año 2009, se observó que la morbimortalidad de los adultos mayores de 60 años que padecieron la infección fue menor que en otros grupos etarios. Esto se debió a que la inmunosenecencia actuó como factor protector, evitando el daño por la respuesta inmune exacerbada. IV. La erradicación del virus influenza es posible si la vacunación se vuelve masiva y no se limita a grupos de riesgo. V. Cuando se produce un salto de especie, éste siempre está precedido por un evento de reasociación genómica, la virulencia de la infección será muy alta en el nuevo hospedadory la patogenicidad será limitada.

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81 En el año 2009 Ud. Se encuentra trabajando en un hospital del Noreste Argentino y recibe en su guardia a un niño de 3 años de edad que presenta la siguiente sintomatología: Dolor abdominal, signos de deshidratación grave, vómitos, fiebre y diarrea acuosa de 3 días de evolución. Se decide internarlo por el cuadro de deshidratación que presenta. La madre reporta que recientemente el hermano mayor había sufrido diarreas aunque de menor intensidad. Qué agentes pueden estar ocasionando esta sintomatología? Cuál es el agente viral más importante como productor de diarreas en menores de 5 años? Cómo se da la transmisión de esta virosis? Describa brevemente la estructura del Virus. Figura 1. Mecanismo potencial de la patogénesis e inmunidad por Rotavirus. (Adaptado de Angel et al, NatureReviewsMicrobiology, 2007).

82 Cuáles son los mecanismos que usa Rotavirus para ocasionar daño? En base a la figura, indique V o F: 1.La replicación del virus dentro de los enterocitos causa alteración en el metabolismo de proteínas de membrana induciendo mal absorción o diarrea osmótica. 2.Rotavirus disminuye la concentración intracelular de calcio, lo que disrumpe el citoesqueleto y las uniones estrechas, aumentando la permeabilidad paracelular. 3.Durante la transcitosis, la IgA secretoria puede actuar sobre la replicación viral. 4.La proteína no estructural NSP4 actúa como toxina sobre enterocitos induciendo diarrea, pero solo tiene efecto sobre estas células. 5.El estímulo del virus sobre el SN Entérico induce diarrea secretoria y disminuye la motilidad intestinal. Dada la magnitud de la virucopria durante las deposiciones, es posible visualizar la característica segmentación del ácido nucleico viral al extraer el genoma, correrlo en un gel de acrilamida y teñirlo con bromuro de etidio (figura 2). Cómo se llama al patrón característico obtenido mediante esta técnica? Qué información nos proporciona? Figura 2. Gel de acrilamida evidenciando los 11 segmentos del genoma viral de rotavirus