Download Patogenia de las Infecciones Virales II Patogenia de

UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
FACULTAD DE MEDICINA
DEPARTAMENTO DE MICROBIOLOGÍA, PARASITOLOGÍA E
INMUNOLOGÍA
Patogenia de las Infecciones Virales II
Patogenia de Infecciones Virales
Diseminadas
Patogenia de las infecciones
diseminadas
• Vía de entrada cutánea: modelo Dengue y Rabia
• Vía de entrada respiratoria: modelo Sarampión
• Vía de entrada entérica: modelo Enterovirus
ECHO y Coxsackie
• Vía de entrada transplacentaria: modelo Rubéola
Vía de entrada cutánea
Arbovirus = arthropod borne viruses
Virus Dengue
Virus Rabia
Virus Dengue
Aedes sp
Transmisión:
Mosquito del género Aedes,
principalmente Aedes aegypti
Vector urbano, posee hábitos
domiciliarios
Distribución mundial del Dengue:
Distribución geográfica del mosquito
en climas tropicales y subtropicales
Virus Dengue
• Causa dengue y fiebre hemorrágica por
dengue
Familia Flaviviridae
• Presenta 4 serotipos (DENV-1, 2, 3, 4)
Proteí
Proteína E
Proteí
Proteína M
• Cada serotipo provee inmunidad
específica duradera, e inmunidad cruzada
de corta duración
Proteí
Proteína C
RNA sc
polaridad (+)
Envoltura lipí
lipídica
• Todos los serotipos pueden causar
enfermedad severa y fatal
•Exhibe variación genética dentro de cada
serotipo
•Algunas variantes genéticas dentro de
cada serotipo pueden presentar mayor
virulencia o tener mayor potencial
epidémico
Transmisión del virus
Dengue
1) El virus es inoculado en
humanos desde la saliva del
mosquito
2) El virus se localiza y
replica en varios órganos
blanco (ej
(ej:: linfá
linfáticos locales
e hí
hígado)
3) El virus se libera desde esos
órganos y se disemina por la
sangre infectando leucocitos y
otros tejidos linfoides
4) El virus es liberado y
circula por la sangre
Patogénesis orgánica de la
infección por virus Dengue
3. Enfermedad.
Encefalitis,
enfermedad febril,
exantema
2. Diseminación
1. Entrada -mosquito
Artralgias
4. Salida o muerte
Patogénesis celular de la
infección por virus Dengue
• Células blanco: Linaje fagocito-mononuclear
– DC-SIGN y receptores de manosa
– Células de Langerhans, dendríticas intersticiales y de dermis
– Macrófagos son susceptibles no permisivas
– Otras: hepatocitos, linfocitos, cél. Endoteliales
• Rol del sistema inmune en el desarrollo de cuadros
graves por dengue
– Hipótesis del efecto facilitador de Ac heterotípicos
(ADE)
– Reacción autoinmune NS1-mediada
Efecto de las re-infecciones por
serotipos diferentes del virus Dengue
Viremia
La interacción de anticuerpos, virus y
Receptores para Fc, contribuirían al
shock hemorrágico por dengue
La presencia de Ac heterotípicos
específicos facilitan la diseminación viral
Modelo de la inmunidad heteróloga ante infecciones secundarias por
virus Dengue y sus implicancias en la patogénesis de dengue grave
Células T de memoria
específicas anti-DEN-1
Pecado original
antigénico
Células T naive
Lisis de células infectadas
Citoquinas antivirales
Citoquinas inflamatorias
Rothman, A. L. J. Clin. Invest. 2004;113:946-951
Células T de memoria
específicas anti-DEN-2
Modelo de inmunopatogé
inmunopatogénesis de la
infecció
infección por virus dengue
Autoinmunidad
Ac facilitadores
Mecanismos de patogénesis postulados para el desarrollo
de cuadros de dengue grave
ANTICUERPOS
Efecto facilitador de la infección ----------- incremento de la infección
celular
Formación de complejos inmunes ------- activación del complemento
Reactividad cruzada con proteínas
de la coagulación y cél. endoteliales ----- sangrado, disfunción celular
LINFOCITOS T
Producción de citoquinas pro-inflamatorias -----Mayor permeabilidad
vascular
Lisis de células infectadas -------------- Injuria hepática
Virus Rabia
Familia Rhabdoviridae
Glicoproteí
Glicoproteína G
Proteí
Proteína M
Bicapa lipí
lipídica
Nucleocá
Nucleocápside helicoidal
(RNA+proteí
(RNA+proteínas N)
Polimerasa (L) +
Fosfoproteí
Fosfoproteína (P)
Virus rábico al ME
Genoma RNA simple cadena, polaridad (-)
Corpúsculo de Negri
30.000 a 70.000 muertes / año en el mundo (OMS)
Reservorio: Animales de sangre caliente
CICLO SALVAJE
CICLO URBANO
Patogénesis orgánica
5. Virus en cerebro
4. Virus replica en
raíces dorsales y se
disemina hacia
cerebro por médula
espinal
1. Ingreso del
virus por
mordedura
6. Virus se disemina
en modo centrífugo
desde cerebro hacia
otros tejidos tales
como ojos, riñón,
glándulas salivales
3. Virus accede a
terminales nerviosas del
sistema nervioso
periférico. Se disemina
por vía axonal retrógrada.
8-20 mm/día
2. Replicación viral en
músculo en el sitio de
entrada
Patogénesis celular
Pilares de la patogénesis celular
Neurotropismo
Interacción entre la glicoproteína G y el
receptor celular
Neuroinvasividad
Glicoproteína G es el mayor contribuyente
Diseminación trans-sináptica
Disfunción Neuronal
Glicoproteína G y proteína M
Drástica inhibición de la síntesis proteica
que impide el mantenimiento de las
funciones neuronales
Patogénesis celular
Neuroinvasividad
Capacidad del virus para migrar
al sistema nervioso central
(SNC) a través del transporte
axonal retrógrado y la
diseminación trans-sináptica.
El virus rabia se disemina desde
el sitio post-sináptico al sitio presináptico a través de endocitosis
mediada por receptores
Dietzschold et al. 2005.
G
M
¿Cómo ocurre el transporte axonal retrógrado?
?
Deleciones del sitio de unión a dineína (LC8) en la proteína P no impiden el ingreso del virus
al SNC pero atenúan la transcripción y replicación en neuronas (Tan et al, 2007)
Patogénesis celular
TASA DE
REPLICACIÓN
G
G
G
→ APOPTOSIS neuronal por LT→ Infección abortiva
→ Contribuye a la patogenicidad
Alteración de los canales iónicos
P
Escape a la respuesta inmune innata mediada por IFN
Fosforila IRF-3
Secuestra STAT1 y 2 activas en citoplasma
Regulación de la transcripción y replicación viral
Unida a dineína (LC8) actúa como co-factor de L
PATOGENICIDAD
Virus Sarampión
Vía de entrada respiratoria
Familia Paramyxoviridae
Nucleocápside
Genoma RNA (-)
+ Proteína N
Hemaglutinina (H)
Proteína de
Fusión (F)
RNA Polimerasa
(Proteínas L + P)
Envoltura lipídica
Proteína M
Formación de Sincicios
Mecanismo de fusión de membranas:
Unión de la
proteína H al
receptor celular
Activación
conformacional
de la proteína F
Inserción del péptido de
fusión en la membrana de
la célula blanco
Membrana de la
célula blanco
Fusión de
membranas
Envoltura viral / Célula
infectada
Patogénesis
orgánica
2) Transporte a los
ganglios linfáticos
regionales  infección
de células inmunes
(Linfocitos)  viremia 
diseminación de la
infección a todos los
órganos linfaticos (bazo,
timo,apéndice, amígdala,
ganglios linfáticos de
todo el cuerpo)
Entrada
Vía Respiratoria
1) Infección de Macrófagos
alveolares y Células Dendríticas
de pulmón o tracto respiratorio
a través del receptor celular
CD150/SLAM
Salida
Vía Respiratoria
Ganglios
Linfáticos
Epitelio
respiratorio
Timo
Bazo
DCs, MØ
CD150/SLAM
Apéndice
Viremia
Epitelio
Respiratorio
Linfocitos
Ganglios
Linfáticos
3) En el pico de la infección de los
órganos linfáticos las células
inmunes infectadas transmiten el
virus a las células epiteliales del
tracto respiratorio a través de la
membrana basolateral utilizando
el receptor celular Nectina 4
Superficie
apical
4) En el epitelio, la
progenie viral es
liberada desde la
membrama apical
hacia la lado luminal
del tracto respiratorio
 liberación del
hospedador en forma
de aerosoles
Pulmones
CD150/SLAM
Células epiteliales
Superficie basolateral
Nectina 4
Sato et al. (2012), Frontiers in Microbiology
Curso de la infección y Respuesta Inmune
EXANTEMA: respuesta T (CD4+) sobre células
inmunes infectadas y células endoteliales de los
vasos capilares.
Eficiente respuesta humoral y celular específica,
que elimina el virus del organismo y confiere una
inmunidad protectora de por vida.
Paradójicamente, al mismo tiempo el virus
induce una profunda Inmunosupresión
generalizada transitoria que favorece el
establecimiento de infecciones secundarias.
TH1
TH2
“Switch”
Switch” de una respuesta TH1 inicial a una TH2
de larga duració
duración  supresió
supresión de la inmunidad
celular.
Virus sarampión: un modelo de
silenciamiento inmune
• Linfopenia
• Disbalance prolongado en las citoquinas con
supresión de la respuesta celular asociado a
infecciones secundarias
• Silenciamiento de los linfocitos de sangre
periférica
Inmunosupresión por virus sarampión: síntesis
LT
LT
LT
Mo /
MƟ
Diferenciación
Apoptosis de
linfocitos
Proliferación
anormal
Citoquinas
inmuno
moduladoras
Perfil Th2
Defectuosa
presentación
antigénica
Moss et al., Int J Biochem Biol (2004)
Virus Sarampión: patogénesis de la inmunomodulación
MV interacción/
adsorción/
infección
Inducción de IL-12; IL-1
IL-6 e IFN-
Presentación y
activación de
linfocitos T
Up-regulación de las moléculas CMH II
y de las moléculas co-estimulatorias
CD40, CD80, CD83, CD86
Impacto de la infección virus sarampión en la maduración de
las cél dendríticas y en la activación de los linfocitos T
Probables mecanismos para la
supresión de la respuesta T mediado
por células dendríticas infectadas
Schneider-Schaulies and Volker ter Meulen (2002) Exp. Rev. Mol. Med.
Virus Sarampión: patogénesis de la inmunomodulación
Silenciamiento de LT por interacción de proteínas virales con receptores celulares
Virus Sarampió
Sarampión
Silenciamiento de linfocitos T mediado por contacto 
estado de parálisis inmune (anergia) transitorio
Virus Sarampión: Complicaciones neurológicas
Enfermedad
Hospedador
Edad de
infección
Virus en
cerebro
Incidencia
Normal
>2 años
No
1:1000
Inflamación,
desmielinización
Monofásico,
semanas
Encefalitis con cuerpos de
inclusión (MIBE)
Inmunosuprimido
Indistinto
Si
?
Cuerpos de
inclusión
Progresivo,
meses
Panencefalitis esclerosante
subaguda (PEES)
Normal
< 2 años
Si
1:1000000
Cuerpos de
inclusión,
inflamación
Progresivo,
años
Encefalomielitis aguda
diseminada (ADEM)
Patología
Curso
Enterovirus: Clasificación y Estructura
 Género de la Familia Picornaviridae
 Desnudos. Simetría icosaédrica.
 RNAsc +
 Estables a pH ácido ( Rhinovirus)
 Replican principalmente en intestino.
 Cápside compuesta por 60 copias de cada
una de las 4 proteínas estructurales: VP1,
VP2, VP3 y VP4.
Vía de entrada entérica
Serotipos humanos
• Más de 90 serotipos descriptos, divididos (durante
décadas) en 5 grupos antigénicos:
Poliovirus (1-3)
Coxsackie A virus (A1- A22, A24)
Coxsackie B virus (B1- 6)
Echovirus(1-9,11-27, 29-33)
Enterovirus (68-71)
Hoy está vigente una clasificación basada en la filogenia
viral, en la que el género Enterovirus humano (HEV)
comprende 4 especies (HEV A, HEV B, HEV C y HEV D)
Enterovirus: Patogénesis a nivel orgánico
Enfermedad:
Sistema Nervioso Central
Conjuntiva
Mucosas
Tracto respiratorio superior e
inferior
Entrada
Diseminación
Piel
Corazón
Hígado
Infección
Músculo
Salida
Enterovirus: Patogénesis a nivel orgánico
Enterovirus: Patogénesis a nivel orgánico
Diseminación por vía hemática y
acceso a SNC
Virus polio: diseminación y transporte intra-axonal
Ingesta oral
Tracto
alimentario
Barrera
Sangre
Barrera
Hematoencefálica
Músculo
esquelético
Sistema
Nervioso
Central
Sinapsis
Vía
neural
Ohka S, Nomoto A. Trends Microbiol. 2001;9:501-6.
Patogenia a nivel celular: miocarditis
ACCION VIRAL
DIRECTA
clivaje de la
distrofina por la
proteasa viral 2A
Bardorff C. et al. Nat Med. 1999;5(3):320-6.
Patogenia a nivel celular: miocarditis
DAÑO INDIRECTO
Patogenia a nivel celular: miocarditis
A. Infiltrado de
histiocitos y linfocitos
(flecha) asociado a
daño miocárdico
(cabeza de flecha).
H-E.
B. Inmunomarcación
para CD3 en un
paciente con
miocarditis aguda.
Cortesía: Dr. B. Miller
Virus Rubéola
Familia Togaviridae
Género Rubivirus
Genoma RNAsc
Envueltos.
Glicoproteínas E1 y E2.
Virus Rubéola
Glicoproteí
Glicoproteínas
Cápside icosaé
icosaédrica
ARN sc,
sc, polaridad
positiva
Bicapa lipí
lipídica
Vía de entrada transplacentaria
Patogénesis: Rubéola Post-natal → Infección Aguda
Ingreso por VÍA RESPIRATORIA → Replicación en células del tracto respiratorio superior
↓
Replicación en tejido linfático regional
↓
VIREMIA → Infección sistémica → PLACENTA → FETO
Viremia
Tracto respiratorio superior
Infección
Diseminación viral
Linfoadenopatías
Exantema
Fiebre
Artralgias
Banatvala & Brown 2004
Tiempo (días)
Transmisión perinatal del virus Rubéola
Transmisión viral al embrión / feto intraútero a través de
placenta:
• Descamación de células de la placenta infectadas
• Transcitosis a nivel de placenta? Unión del complejo
virus Rubéola-IgG1 con el receptor neonatal para Fc
(RNFc) en el sinciciotrofoblasto.
Diagrama de un corte longitudinal en la interfase materno-fetal
FETO
(placenta)
Citotrofoblasto
Capilar Fetal
MADRE
(útero)
Vellosidad
de anclaje
Vasos
sanguíneos
maternos
Sinciciotrofoblasto
Espacio
materno
sanguíneo
La infección fetal en el primer trimestre por ciertos virus puede causar embriopatías
Patogenia de la infección congénita
•
Al inicio de la gestación
–
–
•
PLACENTA → Necrosis de células del cito y sinciciotrofoblasto
FETO → Necrosis celular sin daño mediado por el sist. inmune
→ Anormalidades mitocondriales y disrupción del
citoesqueleto (despolimerización de los filamentos de
actina).
→ Capacidad de inducir apoptosis mediada por caspasas.
MALFORMACIONES Y ABORTO
Al final de la gestación
–
–
PLACENTA → Infiltrado mononuclear multifocal de la placenta,
cordón y decidua + vasculitis. Hipoplasia placentaria
FETO → Respuesta humoral y celular específica, células NK y α-IFN
→Infección fetal diseminada (daño funcional, anatómico y
autoinmune)
INFECCIÓN CRÓNICA
Patogenia de la infección congénita
Cambios mitocondriales en células infectadas por virus Rubéola.
El contenido de las zonas electrón-densas se desconoce.
Cambios celulares en cé
células infectadas por virus rubé
rubéola. Complejo de
replicació
replicación. Vesí
Vesículas con doble pared, y RER con pared abierta.
CLINICAL MICROBIOLOGY REVIEWS. Oct. 2000, p. 571–587