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Dr. José A. Cardé-Serrano Universidad de Puerto Rico en Aguadilla Departamento de Ciencias Naturales March 12, 2008 Bosquejo de Presentacion Introduccion Diseminacion en el hospedero Virulencia y Epidemiología Introduccion Patogenicidad Viral Æ Proceso por el cual un virus causa un padecimiento. Virulencia Æ Capacidad de un virus para para causar un padecimiento. Padecimiento Viral Æ Es la suma de los efectos en el hospedero incluyendo la respuesta inmunologica. Introduccion Estudio de virus y sus consecuencias biologicas: Æ Modelos de animales. Æ Raton (lab mouse) el mas utilizado. *Cuidado con las interpretaciones de Resultados. Diseminacion en el hospedero Requisitos minimos de infeccion: 1. Debe haber suficiente concentracion de virus. 2. Las celulas hospederas deben estar accesibles, suceptibles y permisivas. 3. Las defensas del hospedero deben estar ausentes o inefectivas. Diseminacion en el hospedero Varias rutas comunes de entrada viral: ÆRuta respiratoria ÆRuta alimentaria ÆRuta urogenital ÆSuperficie del ojo ÆPiel Diseminacion en el hospedero Ruta respiratoria Diseminacion en el hospedero Ruta Respiratoria ÆRuta mas comun Æ 6 litros de aire por minuto en la ventilacion Diseminacion en el hospedero TYPE Diseminacion en el hospedero Epidermis Dermis Diseminacion en el hospedero La piel Diseminacion en el hospedero Infecciones exitosas deben evadir defensas del hospedero. Activo Mecanismos del virus Pasivo Abrasiones, cortes, inmunosupresores, transplantes, etc.. Diseminacion en el hospedero Diseminacion en el hospedero Diseminacion en el hospedero Tropismo: I. Receptores celulares de los virus II. Proteínas que regulan la transcripción viral Tropismo – Los virus tienen una alta específicidad por determinados huéspedes » tropismo celular – No todos los órganos, ni cualquier célula le sirven – Sólo aquellas que tengan el receptor adecuado – Convirtiéndolas en células susceptibles Diseminacion en el hospedero • Tropismo: – Un ejemplo más utilizado y conocido en el campo de la ciencia e investigación para la diseminación viral • Virus - Inmunodeficiencia Humana (VIH) Virus Inmunodeficiencia Humana • Virus del VIH: – Inmunodeficiencia adquirida – Sistema inmunitario comprometido – Peligro para los inmunosupresores – Causa de mucha investigación: • Molecular, terapeútica, virulencia y diseminación Diseminacion en el hospedero • El tropismo del Virus de Inmunodeficiencia Humana (VIH) – La atracción altamente específica del virus hacia el tejido del huésped – Determinado en parte por los marcadores de superficie de las células • células CD4 – Los virus desarrollan una habilidad específica para atacar las células en forma selectiva – las poblaciones de células que se encuentran en los órganos del cuerpo del huésped Diseminacion en el hospedero • Inmunodeficiencia Humana: Humana – El virus se acopla a la célula suceptible que va a infectar en ese momento • CD4 – Utiliza moléculas de superficie de la célula • receptores o quimiocinas correceptores – El virus necesita de varios factores para llevar a cabo su transmisión viral • Primer lugar # 1 → → → receptor como el CD4 • Segundo lugar # 2 → → → correceptor como CCR5 o CXCR4 Inmunodeficiencia Humana Consecuencias del viral por el VIH • 1983 se aisló el retrovirus en pacientes con SIDA • Disminución de linfocitos CD4 • Progesión de enfermedad • Receptor específico para el virus VIH entrará a célula – Se forma un complejo inmune con la interraciones de: » La proteína gp120 – CD4se unen formando el complejo » Co-rreceptores CCR5 y CXCR4 ¿Qué pasos envuelve el Mecanismo? • Replicación del Retrovirus: Retrovirus I. Ocurre fusión II. Transcripción III. Integración IV. Acción de proteasas V. Liberación Fusión - Retrovirus • Célula defensa CD4 • información genética → DNA • Virus VIH • información genética → RNA • Predileción tiene el virus • receptores • co-receptores • Adhesión • Virus unido a célula • fusión o fusionarse Pasos - Retrovirus • Transcripción: • Integración: – Introduce su RNA – DNA viral se introduce a la célula – Enzima • transcriptasa inversa – Latente • Proteasas: – Se disfrasa para pasar desapercibido – Comienza maquinaria de expresión Tropismo - Ciclo del HIV Diseminación en el hospedero Ruta del Tropismo del virus HIV: Retrovirus SIDA Diseminación de Virus Poliovirus Poliovirus • Ciclo de Reproducción: – Células del SNC – Entra en contacto a célula adecuada • Receptores - adsorción a la membrana celular • Endosoma • Libera RNA viral – Viriones nuevos Saliva • Algunos virus se replican: – Mucosa nasal – Cavidad oral • Transmisión ocurre por: – Aerosoles – Dedos contaminados – Besarse – Escupir Continuación “Saliva” • Animales: – Lamen – Muerden • Ejemplos de virus en humanos: – Cytomegalovirus virus – mumps virus – Retrovirus Tinción Negativa de mumps virus Retrovirus Sangre • Viremias • Artrópodos • Hepatitis y VIH – Transfusión de sangre – Inyecciones • Transmisión – Coito – Parto – Comer carne cruda Continuación “Sangre” • Profesionales de la Salud • Bunyaviridae y Filoviridae – Transmisión • Sangre • Fluidos corporales Lesiones Cutáneas • Muchos virus se replican en la piel. • Lesiones – Partículas de virus • Transmisión a otros huéspedes. Continuación “Lesiones Cutáneas” • Ejemplo de virus de lesiones en la piel: – Poxviruses – Herpes simple – Virus de la varicela zoster – Papiloma – Virus de Ébola ¿Qué es la Virulencia? • Capacidad de infección de un virus para causar enfermedades. • Establece una relación cuantitativa de acuerdo al grado de patogénesis. – Virulento – Avirulento o atenuado ¿Como medimos la virulencia? – Concentración del virus que causa muerte o enfermedad en el 50% de los animales infectados. • Parametros LD50, PD50, ID50 – Muerte o apariencia de síntomas y medida de fiebre o perdida de peso. • Propiedad relativa, depende de la dosis y la ruta de infección, así como del hospedero. ¿Como estudiamos la virulencia? • Determinantes Genéticos – Alteración de Virulencia Viral • Aislamiento en cultivo celular • Inducir mutaciones por DNA recombinante – Genes de Virulencia Viral • Limitado por inhabilidad de reproducción del SI • Genomas atenuados dificultan contribuciones de mutaciones individuales. • “nonessential genes” Cuatro Clases de Genes de Virulencia – Afectan la habilidad del virus a replicarse – Modifican el mecanismo de defensa del hospedero – Facilitan esparcimiento del virus dentro y entre hospederos – Directamente tóxicos Clases de Genes de Virulencia – Afectan la habilidad del virus a replicarse • Reducción o no replicación en el hospedero ni en el cultivo. • “Host-range mutations” Clases de Genes de Virulencia – Modifican el mecanismo de defensa del hospedero • Proteinas virales que obstruyen las defensas intrinsecas y adaptativas del hospedero – Viroquinas (reguladores inmunologicos) – Viroreceptores Clases de Genes de Virulencia – Facilitan esparcimiento del virus dentro y entre hospederos • Mutaciones que alteran la ruta de infección dependiendo del sitio donde se originan – La Crosse virus Clases de Genes de Virulencia – Directamente tóxicos • Proteinas virales que causan daño celular directo. – nsP4 (rotavirus) – SU & TM (AIDS) • Determinantes de Virulencia en el Hospedero – La interrupción de los genes celulares que codifican la respuesta inmune del hospedero influyen en la infección viral. Epidemiología • Es el estudio del suceso de la enfermedad en una población. • El estudio incluye: - Mecanismo de transmisión - Factores que promueven transmisión - Geografía y estación - Población y tipos de control Transmisión Viral • Dos patrones generales: a)La infección entre una especie b)La infección entre insectos y vertebrados Mecanismo de transmisión • Determinado por el sitio de la excreción del virus y la estabilidad física del virus – Determinante importante es la presencia o absencia de una envoltura de lipidos Factores que Promueven Transmisión • • • • Estabilidad del Virus Virus en secreciones y aerosoles “Asymptomatic shedding” Immuno-respuesta ineficiente Tipos de Mecanismo de transmisión • Areosol (ruta respiratorio) – Mucha veces por “fomites” • Alimento y Agua (ruta fecal-oral) – Mucha veces por “fomites” • “Fomites” • Secreciones del cuerpo • Actividad sexual • Nacimiento – Transmisión vertical • Transfusión o transplante – Transmisión Iatrogenic – Transmisión Nosocomial • “Zoonoses” (animales / insectos) Geografía y Estación • Ecología del vector – Localización geográfica específica del virus – Dispersión del virus por la tecnología • Estación • Año escolar Factores de Riesgo • • • • Edad Sexo Salud Imunidad – malnutrición • Ocupación • • • • Viajes Estilo de Vida Niños (Escuelas o Day Care) Actividad Sexual Población Epidemiologos dividen la poblaciones en dos grupos: 1)Población susceptible • • La infeción depende de los individous son susceptible Otros factores limitan las infeciones 2) Población inmune Tipos de control • • • • Cuarentena Eliminación del Vector Inmunización Antivirals Resumen = Preguntas • 1a. Mencione dos rutas comunes de entrada viral al cuerpo. • 2a. Mencione los tres requisitos minimos de infeccion. • 3a. Cual es la diferencia entre infeccion pasiva y activa? Menciona dos ejemplos de cada una. • 4a. Menciona las dos maneras de transmision viral en nueronas y brevemente explica la diferencia entres estas dos maneras (hint: @#$grado y @#@grado). Resumen = Preguntas • 1.b ¿Qué entiendes por el término “Tropismo”? • 2b. Menciona los dos ejemplos utilizados en la clase para describir el término Tropimo? • 3b. Menciona los pasos del mecanismo del virus Retrovirus? • 4b. Los virus pueden desarrollar una habilidad específica para atacar las células en forma selectiva (Cierto o Falso). Explique su respuesta Resumen = Preguntas • 1c. Mencione cuatro métodos de transmisión de virus mediante saliva. • 2c. Mencione tres ejemplos de virus en humanos, transmitido por saliva. • 3c. Mencione tres métodos de transmisión de virus en la sangre. • 4c. Mencione cinco ejemplos de virus en lesiones cutáneas. Resumen = Preguntas • 1d. Mencione dos ejemplos de medidas de virulencia (directa e indirecta). • 2d.¿Por qué se utiliza el parametro del LD50? • 3d. Defina que son determinantes genéticos y como pueden ser estudiados. • 4d. Mencione las cuatro clases de genes que afectan la virulencia y da un ejemplo de cada una. Resumen = Preguntas • 1e. Mencione 4 áreas que los viriologos tratan de estudiar en la epidemiología? • 2e. Que es transmisión vertical y horizontal? Dar (1) ejemplo de transmisión vertical y • 3e. Los epidemiólogos dividen la población en dos grupos: individual _____________ y _________________________. • 4e. Mencionar 2 controles del virus a nivel poblacional. Dr. José A. Cardé-Serrano University of Puerto Rico at Aguadilla Department of Natural Sciences March 1, 2008 Archivo Digital Presentacion: http://biomedupr2.angelfire.com/viropdf.pdf Quiz: http://biomedupr2.angelfire.com/viroquiz.doc Questions? Referencias Flint, Sj, Lw Enquist, Vr Racaniello, and Am Skalka. Principles of Virology. 2nd ed. Washington DC: ASM P, 2004. 493-527. "Journal of Virology." 2 Mar. 2008 <http://www.virology.net/>. "Epidemiology." Wikipedia. 6 Mar. 2008 <http://en.wikipedia.org/wiki/Epidemiology>.