- Virusurile ca organisme vii- 2) Originea si natura virusurilor- 3) Scurte schite istorice de dezvoltare a virusologiei- Diversitatea virusurilor- Metodele de cercetare a virusurilor.

Definitia Lwoff Virusurile –agenti intracelulari potentiali patogeni pentru care e carcateristica dezvoltarea procesului de infectie , care: -contin doar un tip de acid nucleic; -se reproduc sub forma de material genetic;-nu cresc si nu se dividSunt lipsite de Lipman (sistem de enzime ce produc energie).

Definitia medicilor : Virusurile sunt organisme ultrastructurale ,agenti infectiosi ,cauza unor afectiuni grave la toate organismele , indiferent de pozitia lor taxonomica.

Definitia Luria: Virusurile –element al materialului genetic care , aflîndu-se în celulele în care ele se reproduc determină biosinteza aparatului sintetic ,ce asigură montarea și pătrunderea lor în alte celule.

Definiția comună – Virusurile sunt obiecte microscopice ,capabile să pătrundă în anumite celule vii și să se reproducă în asemenea celule.-Sunt obiecte biologice la care genomul constă din acizi nucleici ș se reproduc doar în celulele vii ,folosind aparatul lor sintetic și sunt capabile să transmită genomul viral în alte celule.Toate indică la:-Parazitismul intracellular; Parazitismul la nivel genetic

Virusul ca organism viu?

Din momentul descoperiiri (1892), virusurile erau considerate organsimele vii.

Din 1935 , cînd Stanely obține virusurile în stare de cristal , sunt considerate substanțe(otravă , toxină)

După anii 69(sec XX) se argumentează noțiunea de Virus ca entitate vie, prin următoarele:

Este o unitate structurală independentă, care manifestă unitatea funcțională prin reproducerea particulelor virale

Reprezintă unități independente cu dezvoltare evoluționistă și continuitate istorică

Posedă capacități de adaptare ,

Este caracteristică noțiunea de individ.

Natura virusurilor

o Virusurile sunt elemente ale materialului genetic cu dezvoltare evoluționistă proprie, deoarece ele conțin toate cele necesare pentru transmiterea informației genetice de a o gazdă la alta.

o Virusurile sunt sisteme genetice independente și nu reprezintă fragmente ale genomului despărțite întîmplător de la genomul unor celule.

o Virusurile au continuitate genetică și capacitatea de a suferi mutații.Setul de gene virale asigură apariția particulelor noi, iar virusurile au istoria sa evoluționistă.

o Dar istoria evoluționistă a Virusuriloe nu este despărțită de istoria evoluționistă acelulelor și organismelor gazdă.

o Independența genetică a virusurilor este supusă modificațiilor –fagii moderați pot fi în 3 forme : virusuri normale , profagi și virusuri defectate.

Originea virusurilor

1)Teoria originii regresive:

o -V. Paraziții regresivi (Celulele heterotrofe în condițiile deficitului de substanțe organice se transformă în organisme parazite).Însă nu se cunosc forme tranzitive dintre virusuri și protozoarele parazite intracelulare (Rikketsiile, Chlamidozoa, Micoplasmele, L-formele de bacterii) , iar V. Nu se înmulțesc și nu conțin particule celulare.

2V. Ca elemente genetice ale celulelor:

o -ADN crozomial o -ADN din organite celulare (mitocondrii și cloroplaste)o -ADN plasmidic

3)V. –ca etapă de dezvoltare a vieții pe Pămînt :

o -origine monofiletcă , o -calea polifiletică.

4)V= ca produs al asamblării diferitor moduli moleculari gata pregătite (ADN,ARN;proteine).

Caracteristicile generale

o Dimensiunea redusă (20-30 nm) ,care le permite să traverseze filtrele bacteriologice.o Genomul posedă un singur tip de acid nucleic , fie ARN , fie ADNo Sunt total dependente de celula vie , fie eucariotă ,fie procariootă ,pentru replicare si

existență o Nu posedă ribozomi sau aparat propriu de sinteză a proteinelor , mitocondrii sau sursă

proprie de energie.o Deși unele virusuri posedă enzime.proprii ca ARN sau AND – polimeraza, ele nu pot

amplifica si reproduce informatia in propriul genom, in absenta celulei gazda.

Istoria descoperirilor virușilor.reflecta istoria dezvoltarii civilizatiei umane.

o Hipocrates – of Cos ll(460BCE-370BCE)aer , apa si locuri-presupune agentii patogeni.o Girlamo Fracastora-o Sacharia Jansen-(1575-1632)-desc microscopulo Robert Hooke- 1635-o A Von Lewenhok(1632-1723)o Carolus Linnaeus( 1707-1778)o Edward Jener- (1749-1823)parintele vaccinarii, practici primareo Louis Pasteur-(1822-1895)tatal microbiologieio Joseph Meistero R Charles Darwin(1809-1882)o Robert Koch(1843-1910)Bacilul Kocho I I Mechinikov- 1845- 1916o Adolf Mayer 1843-1942- a descries simptomele v.mozaicului tutunuluio Dmitrii Ivanovskii 1864-1920- 2 boli ale tutunului, a descoperit v tutunuluio Martinus Willem Beijerink-1851-1931- desc mozaicul tutunului

Diversitate virusurilor ca formă

Virusurile –ca ființe ubiquitare , infectează toate organsimele vii ,deci există virusuri ale : -plantelor; -omului și animalelor; -microorganismelor

Sistematizareea virusurilor poate fi:

o -simplă (simptome)o -complexăo -raționalăo -istorică

Taxonomia virusurilor:

Regnul Vira include: 3 Ordine;73 familii ; 9 subfamilii; 287 genuri; 1938 speciiNumeroase grupări intraspecifice (Sușă(tulpină),Serovar, Patovar...)

Nomenclatura și clasificarea Virusurilor

Scopul clasificării – întrunirea virusurilor în categorii raționale , luînd în considerație relațiile de rudenie dintre ele . In caz ideal e necesară o clasificare ce ar reflecta relațiile filogenetice și evoluționiste.

o Sistemul binomial C.Linne – Cucumis virus 1o Clasificarea bacteriofagilor prin litere o Clasificarea serologică, morfologicao După caracterizarea acizilor nucleici (Baltimore D.)

Caracteristici ale Criptgramelor , Ghibbis , Harrisson , 1976

o 1)Tipul AN(R,D)-numarul de catene a acizilor ucleici

o 2) masa moleculara a acizilor nucleici (daltoi),-continutul % a acizilor nucleici in compoenta particulelor virale

o 3) Forma particulelor virale(C-sferica, E-alungita),Forma nucleocapsizilor

o 4)Gazda (S- plante cu seminte ,I- nevertebrate),-Vectorul (Ap-afide , An-cicade , B-coleoptere).

Clasificarea virusurilor

Conform consiliului international de clasificare a v se evidentiaza:73 familii de familii de virusuri, din compoenta carora fac parte genuri si specii.Denumirea genului se fomreaza din:

o Denumirea engleza a gazdeio Caracterul simptomelor sau alte caractereo Terminatia „virus”, iar a familiei „viridae” exemple :

TobacoMosaicVirus = Familia Tobamovirusurilor Cucumovirus, carlavirus,tobravirus,retroviridae

Metode de cercetare:

1. Indeplinirea postulatelor tridaei Koch:o -demonstrarea prezentei permanente a particulelor virale in organismul bolnav.o -obtinerea culturii pure a patogenului pe mediul de culturao -reproducerea simptomelr similare prin infectarea artificiala experimentala a

organismlor sanatoase cu cultura pura a patogenului.

Aceasta regula generala pentru toti patogeii capata un aspect deosebit pentru virusuri.(V.Rivers ,1954)

1)Izolarea virusului din organismul bolnav 2)cultivarea virusului im celule sau organisme indicatoare 3)demonstrarea caracterului de ultramicroorganism la ultrafiltrare. 4)reproducerea bolii cu simptome similare la organismele sanatoase 5)izolarea repetata a aceluiasi virus

2. Simptomatologia3. Cloii negative pe medii agarizate de cultura4. colonii negative pe fibroblastii embrionilor de gaina5. Lezarea membranelor horioalantoice de catre virusul mixomei,encefalitei.6. Metoda organismelor(plantelor) indicatoare7. metodele de cercetare mcroscopica optica ( microscopie optica simpla. Cu contrast de

faza, cu fundal intunecat, luminescent)8. metodele de cercetare electrono-microscopica( cu transmisie , cu balliaj, cu tunel )9. metode serologice de analiza10. analiza imunofermentativa11. analiza restrictionala 12. reactia polimerazica in lant13. analiza roentgheno-structurala.

Tema -2 Structura si proprietatile virusurilor

Planul: Esenta patogenezei virale Titrarea virusurilor Purificarea v Particularitati morfologice ale v Compozitia chimica a virionilor Proprietatile fizico-chimice ale v Proprietati serologice ale v Particularitati biochimice al AD si proteinelor virale

Esenta patogenezei virale

Actiunea toxica a produselor translarii genelor virale asupra metabolismului celulelor infectate Reactia gazdei la expresia genelor virale in celulele infectate Modificarea expresiei genelor gazed ca raspuns al interactiunii lor cu materialul genetic al

virusului . Procesul de patogeneza se caracterizeaza prin : patogenitate, virulenta, agresivitatea.

Titrarea virusurilor

Activitatea v se masoara prin cantitatea materialului genetic viral necesar pentru manifestarea reactiei specific in organismul gazda.

Reactia are loc dupa principiul “totul sau nimic” Determinarea activitatii v- titrarea Cantitatea minima a v capabila sa induca reactia specifica – unitate de infectie a v (UV) Daca la bacteria o celula genereaza o colonie, apoi la v, aparitia unei colonii negative este

conditionata de mai multi v. Dependent exponential :” doza-efect”

Purificarea virusurilor:

Preparatul pur al v, reprezinta suspensie sau cristale de virioni liberi de impuritati de natura nevirala.

De regula populatia de virioni inzestrati cu membrane , este mai putin omogena decit cele cu virioni golasi.

Cel mai fregvent populatiile de virusuri st foarte heterogene Purificarea se face cu imbinarea diferitor metode fizico-chimice de analiza(sedimentare,

centrifugare, solubilizare, ultracentrifugare) Heterogenitatea populatiilor de virusuri Purifcarea virusirilor in gradientul densitatii zaharozei.

Particularitatile morfologice ale virusurilor

Dimensiuni:Virusurile 14-100nm(picornaviridae)pina la 300 nm(poxiviridae, tabamovirusurile) dar se intilnesc si v gigante 500 nm (bacteriofagii) pina la 2500nm.

Forme: prin examinare la ME, virionii prezinta o diversitate de forme: Sferica( v gripale, v paragripale, adevovirusurile) Paralelipipedica(poxivirusurile) De spermatozoid( bacteriofagii) De bastonas(v mozaicului tutunului) Filiforme( closterovirusurile) Structura de baza obligatorie a virionului o reprezinta nucleocapsida constituita din: miez de

acid nucleic, genomul viral ,protejat de un invelis proteic ,numit capsida. Vursurile formate numai din nucleocapsida se numesc virusuri neanvelopate.Virusurile care

prezinta pe linga nucleocapsida si un invelis extern lipoproteic derivat din sistemul membranar al celulei gazda(peplos sau anvelope),se numesc virusuri anvelopate.

Compozitia chimica a virionilor

Genomul viral este constituit din acid nucleic ADN sau ARN , niciodata ambele in acelasi virus, -este purtatorul infectivitatii virale -este identic cu genomul uman ,singura diferenta este ca virusurile nu au introni.

Genomul viral

–Este constituit dintr-un singur tip de acidnucleic : ADN sau ARN. ,care contine intreaga informatie genetica necesara replicarii virusului si care reprezinta suportul infectiozitatii acestuia.

-Molecula acidului nucleic poate fi:a)simpla spiralata (ss) sau dublu spiralata(ds)b)liniara sau circularac)continua sau segmentata.(v satelit)

Anvelopele virale.

-sunt codificate de acidul nucleic viral in ciclul de reproducere al virusurilor si au un invelis proteic=capsida alcatuita din mai multe unitati identice ce poarta numele de capsomere ce se asambleaza intre ele dupa o anumita simetrie.

-simetric icosaiedrica(sferica),care asigura volum maxim pentru o suprafata cit mai mica. -simetrie helicoidala(petala de floare). -Anvelopa virala are structura mult mai complexa-glicolipidoproteica,care seamana cu

membrana celulara prin care trec o serie de prelungiri glicoproteice.Lipidele provin din celula gazda.

-Glicoproteinele servesc la atasarea de diferitele structuri ale celulei gazda. -Anvelopa este dublu codificata(Virus si celula gazda).

Peplosul

reprezinta formatiuni virale specifice ,codificate de genomul viral.1)spiculi de natura glicoproteica:-hemaglutinina(HA) , cu rol in atasarea virusului de celula gazda.-neuraminidaza(N),faciliteaza patrunderea virusului in celula.2)Factori de fuziune cu functie de initiere a infectiei.3)Proteina M(matrix) care captuseste fata interna a anvelopei.

Proprietatile fizico-chimice

1)virusurile pot fi sedimentate .Virusurile se caracterizeaza cu constante de gravitatie : g=N(tur/min) * 1(cm).Se masoara in unitati Swedberg .Se aplica gradientul linear , Gradientul in trepte.

2) Proprietatile virusurilor de a difuza echilibrul de sedimentare –masura difuziei virusurilor.

Proprietatile serologice ale virusurilor

In compozitia capsizilor externi ai virusurilor se intilnesc proteine ce poseda determinanti antigenici corespunzatori care conditioneaza formarea anticorpilor specifici.Astfel pot fi obtinute diverse seruri specifice ,numite si antiseruri.

Diversitatea reactiilor serologice :

-Precipitarea in picatura (Dunin si Popova , 1937) -Sedimentarea in eprubete -Difuzia radiara simpla -Difuzia dubla in geloza -Metoda imunofermentativa(Elisa) -Microscopia imunofermentativa(Imunoscopia).

Proprietatile biochimice

-Din compozitia multor virusuri se intilnesc doar AN si proteine -Virusurile complexe mai contin :Lipide,glicide , fermenti Proteine-50-90%; AN1-40%; Glucide 0-22%; Lipide 0-50% Cercetarile proprietatilor biochimice a V. A fost efectuata in legatura cu elaborarea legilor

fundamentale ale biologiei: -Colinearitatea dintre gene si proteine -m-ARN purtator intermediar de informative genetic

Codul genetic Reglarea sintezei m-ARN

Biochimia acizilor nucleic

In compozitia v se intilneste doar un tip de ADN sau ARN. VMT este alcatuit dintr-un polinucleotid in forma de spirala cu 6000 nucleotide , ADN fagilor contin 2 catene cu 200000 de nucleotide , iar v complexe contin de 2-3 ori mai multe nucleotide.

A nucleici a v se deosebesc dupa bazele azotate Citozina este inlocuita de 5- oximetil citozina Timina este inlocuita de oximetiluracil ADN unor specii de fagi dezoxiriboza este inlocuit de glucoza Cea mai esentiala deosebire a AN de origine virala este caracterul infectios al lor.

PCR- reactia de polimerizare in lant

Mullis et Faloona- 1987 Mullis – premiul nobel , chimie 1993 Amplificarea cu ajutorul unei enzime( ADN – polimeraza) a nr de copii ale unei regiuni specific

dintr-um lant de AND.

Biochimia proteinelor virale

Dupa compozitia aminoproteinelor , proteinele virale nu se deosebesc de cele ale altor organism. Fac parte din clasa globulinelor constituite din 16-18 aminoacizi, (ph 3,5- 6,0).

In compozitia v se contin cca20 de proteine. La v gripei -5 proteine ( protein structural, s- antigenul , hemaglutinina, neuraminidaza) V contin diverse enzime (activitate lizozimica , ATFaza.)

Tema -3 Relatiile v cu celula gazda

Starea virusurilor

Virionii în afara celulei nu se reproduc şi în ei nu se înregistrează careva procese metabolice.

Toate procesele dinamice se încep doar atunci, când virionul nimereşte în spaţiul celular.

La pătrunderea V. în celulă se formează un nou sistem, numit “virus-celulă”, care şi determină relaţiile dintre funcţiile celulare şi cele ale virusului.

Pătrunderea V. în celulă nu înseamnă că în ea se va înregistra imediat reproducerea virionilor şi acumularea lor.

Infectarea celulelor receptive poate fi:

- productivă – reproducere în celule receptive,- limitată - se iniţiază, dar se stopează,- avortivă – când infectarea are loc în celule nepermisive, sau cu virusuri defectate.

Replicarea virală. Iniţierea

Relaţia dintre un virus şi o celulă ţintă = ciclu de reproducere, sau ciclu replicativ viral, are lor în etapele următoare:

Perioada de pregătire (iniţiere), Medie (latentă), Finală (de încheere). Fiecare etapă e constituită din mai multe faze.

o Include mai multe faze: Adsorbţia V. pe suprafaţa celulei gazdă, reprezintă adeziunea specifică a proteinelor V.

(antireceptori) cu centrele active ale suprafeţei celulare (receptori). Penetrarea în celulă este un proces dependent de energie şi are loc aproape momentan în urma a

3 evenimente (trecerea V. prin membrana plasmatică, pinocitoza particolelor şi formarea vacuolelor citoplasmatice.

Adsorbția/atașarea

Reprezintă legarea virionilor prin structuri de atașare la receptorii celulari: Structuri de legare virale capsidale la v. neanvelopate (adenov.: fibre și baze pentonice) glicoproteine de suprafață (spiculi) la v. anvelopate (v. gripal, glicoproteina 120 la HIV) Receptori celulari Constituienți membranari celulari cu afinități pentru virusuri unii au activități specifice: CD4 (limfocit T helper) pentru HIV, CD21 pentru v. Epștein-

Barr Absența receptorilor = celule nepermisive pt. V. Exprimarea receptorilor pe anumite celule = tropism viral

3. Relații virus-receptor:

receptor comun pentru mai multe virusuri: din aceeași familie: CD4 pentru HIV si HIV2 din familii diferite: acid acetil neuraminic

o pentru coronavirusuri și virusul gripal C. virusuri din aceeași familie pot recunoaște receptori diferiți: rhinovirusuri un virus poate recunoaște mai mulți recptori: HIV (CD4, glicosil-ceramida) 4. Adsorbția propriu-zisă: forme: reversibilă (atracție ionică), ireversibilă (legături între receptori și liganți virali). Influențată de: temperatură, pH, cationi, numărul de virioni.

Moduri de patrundere a virusurilor:

Patrunderea v prin translocare Patrunderea v prin fuziune Patrunderea v prin endocitoza

Replicarea virală. Iniţierea II

Deproteinizarea (decapsidarea, dezbrăcarea) virusurilor.

Nucleocapsidul se eliberează de membrana externă şi se deplasează din vacuolă în citiplasmă, unde se termină faza de dezbrăcare. Se începe faza de eclipsă, în care virionul nu poate fi observat din punct de vedere morfologic.

Replicarea virală. Etapa medie

Faza de eclipsă: Virionul parental pătrunde în interiorul celulei ţintă. În timp ce are loc penetrarea, infectivitatea virală este abolită tranzitoriu. Odată pătruns în celula gazdă începe multiplicarea.

Deşi nu poate fi monitorizată morfologic la această fază au lor procese fiziologo-biochimice foarte importante:

Sinteza proteinelor timpurii: proteinele inhibatoare ce stopează metabolismul celulelor gazdă, - sinteza polimerazelor ce

asigură replicarea moleculelor de AN virali, sinteza componenţilor structurali ai virusului: replicarea AN ai virusului, sinteza proteinelor

structurale ale virusului.

Genomul viral (ADN sau ARN)(acid nucleic parental)

Acid nucleic (ADN sau ARN) progen

ARN m

Sinteza de proteine virale

Transcrierea genomului viral

Transmiterea informației se face prin:

a)Transcriere și sinteza de ARNm pe matrița genomului viral:

- are loc în nucleu sau citoplasma (când celula nu are enzime)

b)ARNm este matrița pentru translație și sinteza de proteine virale

enzime: ARN polimeraza dependentă de ARN/ADN v. ADN sintetizează ARNm în nucleu cu polimeraze celulare; unele v. ARN (orthomyxov) au

transcriptaze dar folosesc în nucleu și polimeraza II celulară. v. ARN au enzime și sintetizeaza ARNm în citoplasmă; poxv. (ADN) au enzime proprii și

sintetizează ARNm în citoplasmă.

Translația și sinteza proteinelor

Informația conținută în secvențele nucleotidice ale ARNm se transformă în secvențe de aminoacizi din structura proteinelor.

Sinteza este realizată de: ARNm, ARNt (transfer), enzime catalizatoare, ribozomi.

- ARNm are nucleotizii grupați cîte 3 (codoni) care corespund în translație unui a.a. ARNt are rol de adaptor între codonul ARNm și a.a., secvența lui nucleotidică fiind

complementară (anticodon). enzime catalizatoare: aminoacetil sintetaza cuplează a.a. cu ARNt; peptidil-transferaza leagă

capătul carboxil al unui a.a. la capătul amino al următorului.

ribozomii = complexe ARNr și proteine care poziționează complexul codon-anticodon și induce formarea de polipeptide; au două subunități: mică (de legare de ARNm și ARNt) și mare (catalizează legăturile peptidice).

Replicarea virală. Etapa medie II

Creşterea logaritmică: dintr-un virion parental iau naştere componentele câtorva sute și mii de virioni noi, ce poartă numele “progeni”. Ţine 6-8 ore.

Faza de platou: replicarea virală încetează, are loc asamblarea componentelor virusurilor pentru crearea virionilor progeni, complet identici cu cei parentali, ei fiind eliminaţi treptat. Platoul ţine 4-6 ore.

Asamblarea - Maturarea virală

Maturarea virală = procesul prin care genomul viral progen și proteinele capsidale sunt asamblate în nucleocapsidă.

v. ARN: asamblare în citoplasmă, excepție v.gripale (nucleocapsida se asamblează în nucleu)

v. ADN: asamblare în nucleu (proteinele sintetizate în citoplasmă migrează în nucleu); excepție poxv.: asamblare în citoplasmă.

Etapele morfogenezei virale: formarea precapsidelor și capsidelor. intrarea genomului în capsidă și formarea nucleocapsidei. Formarea învelișului și invelirea nucleocapsidei (la v. anvelopate)

Etapa finală

Include formarea virionilor maturi infecţioşi şi ieşirea virionilor din celulă. Formarea V. are loc cu participarea organitelor celulare (adenovirusuile se reproduc în

nucleu, iar a poliomielitei şi herpesvirusurilor – în citoplasmă). V. complexe se asamblează cu proteinele, proteidele şi fermenţii celulei gazdă. Durează 2-3 ore la ARN-virusuri şi 6-14 ore la ADN-virusuri.

Etapa finală II

Ieşirea virionilor din celule are loc în 2 moduri: Litic (exploziv) – virionii iese aproape momentan, pentru ARN-virusuri. Lent – celule nu se lezează, iar V. se eliberează treptat. Doar 75-90% dintre virioni se

eliberează spontan în lichidul tisular.

Eliberarea V. din celulă

o Mecanisme: lizarea celulei cu eliberare de virioni progeni (v. neanvelopate) înmugurire: nucleocapsidele virale se îmbracă cu porțiuni de membrană celulară

(proeminențe) cu inserții de proteine virale. o Tipuri:

tip I: dependența de capside și proteine înveliș (alphav., hepdnav.) tip II: dependența de proteine capsidale (retrov. - proteine gag) - tip III: dependența de proteine înveliș (coronav. -proteine M și S) tip IV: dependența de proteinele M și înveliș (HA si NA) și de RNP

(ribonucleoproteide) la rhabdov., ortho si paramyxov. Proteina M se atașează de stratul bilipidic.

o Eliberarea propriu-zisă: formarea porului de înmugurire și reorganizarea membranelor cu eliberarea virusului

c. exocitoza: v. Herpetice înmuguresc și se învelesc cu membrana nucleara, flavivirusuri. V. se înmuguresc în reticulul endoplasmatic, coronav. în aparatul Golgi – acestea sunt inglobate

în vacuole care fuzionează cu membrana citoplasmatică și apoi eliberate.

Acţiunea virusurilor asupra celulei

Se deosebesc 4 tipuri de acţiune a virionilor : Destructivă (citolitică) – se înregistrează afecţiuni profunde asupra diferitor organite

celulare. Macromoleculele induc destrucții primare, care condiţionează un lanţ de destrucţii secundare în care participă produsele metabolice a celulei.

Transformarea celulelor – se înregistrează capacitatea celulelor de a ieși adeseori de sub controlul mecanismelor de reglare a diviziunii celulare.

Infecţia persistentă - celula infectată mai continuă creşterea şi deviderea, producând particule virale.

Acţiune inductivă – pe parcursul reproducerii V. în celula infectată se sintetizează proteine codificate nu de genomul viral, ci de cel al celulei.

Relaţia virus-organism gazdă

Interacţiunile dintre virus şi celula gazdă au o importanţă deosebită , în sensul că ele pot influenţa 3 aspecte esenţiale:

producerea infecţiei, tipul de infecţie, efectul final asupra gazdei.

Diversitatea entităților în funcţie de structura componentelor lor structurale

Virusuri defective sunt virusuri care nu se pot replica autonom, necesitând prezenţa unui aşa numit virus helper, pentru a putea infecta şi a se putea replica în organismul infectat.

Viroizii afectează celulele vegetale şi ei sunt compuşi dintr-o moleculă neînvelită de ARN circular, monocatenar, covalent închis cu lungimi reduse.

Prionii diferă atât de virusuri, cât şi de viroizi prin faptul că nu conţin acizi nucleici.

Virusurile defective

Reprezintă virusuri care nu se pot replica autonom, necesitând prezența unui așa-numit virus “helper” pentru a putea infecta și a se putea replica în organismul infectat.

Uneori infecția asociată virus “helper” – virus defectiv poate fi deosebit de severă. În aceste cazuri acțiunea virusului helper este amplificată de prezența virusului defectiv.

Viroizii - sisteme genetice independente, cu proprietăți determinate de secvența nucleotidică a acizilor ribonucleici

Sunt entități infecțioase, asemănătoare virusului, însă mai mică ca dimensiuni, (prezintă doar un genom viral), care infectează plantele superioare, cauzând deformări și chiar moartea. Reprezintă un singur lanț de ARN, cu 220-340 de nucleotide, formă circulară și fără capsida proteinică, prevăzută la virusuri. Se transmit prin intermediul polenului și semințelor.

Denumirea de “viroid” (cu aspect de virus) este neadecvată, deoarece genomul lor nu este niciodată protejat de un inveliș proteic.

Ce sunt prionii?

Sunt proteine infecţioase cu diametrul de 50 nm ce nu conţin nici un fel de material genetic (ADN sau ARN).

Reprezintă izomorfe ale unei proteine normale ce se găsesc la om şi la unele animale. La om, gena care codifică proteina prionică normală (PrP) se găseşte pe cromozomul 20. Funcţia acestei proteine nu se cunoaşte, dar izomorfa patogenă produce bolile prionice.

Bolilele prionice care afectează animalele sunt scrapia, encefalopatia transmisibilă a nurcilor şi encefalopatia spongiformă bovină (boala vacii nebune).

La om se întâlnește boala Kuru, boala Creutzfeld-Jacob, sindromul Gerstmann-Straussler-Scheincker, insomnia fatală familială şi boala Alzheimer.

Doar în 1988 Stanley Prusiner pune capăt controverselor prin descoperirea scrapiei.

Particularitățile prionilor

Rezistă la autoclavarea până la 90 de minute la 134°C. Transmiterea bolii vacii nebune la om a fost posibilă prin consumul de carne de la vitele

infectate, deşi fusese prelucrată termic.

Leziunile determinate de izomorfa proteinei prionice se manifestă doar în ţesuturile unde acestea realizează concentraţii mai mari -  creier, măduva spinală şi ochi. 

INTERACȚIUNE VIRUS -MACROORGANISM

Căi de patrundere:

aparatul respirator:

v. pătrunde prin aerosoli (nucleosoli, picături) eliminați de bolnav prin tuse, strănut. Virusuri: gripale, paragripale , rujeola, rhinov., v. coxsackie.

aparatul digestiv: nivel superior (mucozitatea bucală, orofaringe) : v. citomegalic, v. Epstein-Barr;

nivel inferior (intestin): localizare exclusiva (rotav., coronav., parvov., v.hepatitei A);

tegumente și mucoase: V. pătrund prin dereglarea tegumentelor (zgârâeturi, plăgi, manevre medicale, înțepături):

papilomav. Prin ințepături insecte vectori (alfav., flaviv., bunyav., encefalit.) mucoasa genitală și anală: v.papilome, v. herpetic, v. hepatitei B, HIV. aparatul genito-urinar: eroziuni (leziuni) epiteliu (vaginal, uretral) pot favoriza infectia cu

v.herpetic.

b.Raspindirea in organism

1. Virusuri care dau infecții localizate (poarta de intrare, zone apropiate) - diseminarea se face prin contact: ap. respirator (v.gripale, reov.), tract intestinal (rotav.), tegument (v.papilomav.); foarte rar afectarea ganglionilor regionali.

2. Virusuri care diseminează prin tropisme pe diferite căi:

hematogenă: direct prin înțepături de vectori, traumatisme, manevre medicale (injectii, transfuzii). Virusul se multiplică local, difuzează la ganglionii limfatici regionali apoi în canalul toracic și, în final, în sânge cu invadarea sistemului reticuloendotelial. Este frecventă la bolile eruptive în care se înregistrează apariția febrei. Diseminarea virală se face prin: limfocite T/B (v.rujeolei, v. rubeolei, v. Epștein-Barr), macrofage (HIV), endotelii.

nervoasă: cu/fără multiplicare extra neurală;

(v.poliomielitei: infecție vizualizată la m.e. în axoni/culturi cel: v.rabic. v.herpetic); viteza de diseminare (2-3mm/zi: v.polio si v.rabic; 8-16 mm/zi: v. herpetic).

hematogenă/nervoasă: v. Varicela-Zoster: diseminare sanguină la tegumente (erupție) și nervoasă (neuroni senzoriali cu infecție latentă (Zona Zoster).

c. Tropism

afinitate selectivă pentru: organ, țesut, tip de celule.

clasificare:

- dermotrope: poxv. , papiloma v.- neurotrope: v.rabic, v. encefalitice

- dermoneurotrope: v. herpetic - organotrope: v. hepatitelor, v. febrei galbene - pantrope: filovirusuri.

conditii:

- gazda: varsta, sex, factori genetici, receptori cel. - virus: determinare genetică (v.Epștein-Barr: domeniu A favorizează infecția celulară epitelială

și fibroblaste; domeniu B favorizeazî infecția limfocite)

tropism pentru țesuturi embrionare:

- majoritatea virusurilor se cultivă pe țesuturi embrionare,

infecția mamei determină: avort, malformații congenitale, infecții neonatale,

- v. teratogene: v. rubeolei (în 12-14 săptămâni de sarcină) determină anomalii oculare, cardiovasculare, retard mintal; alte v. cu efecte teratogene: v.coxsackie, v.herpetice, c.citomegalic.

Căile de pătrundere a virusurilor în organism

Zoovirusurile Calea aerogenă (Virusurile gripale şi paragripale, Ebola) Aparatul gastro-intestinal (Virusul poliomielitic, virusul hepatitei A) Aparatul genito-urinar (Virusul hepatitei B, HIV) Calea cutaneo-mucoasă (virusul herpes simplex) Calea iatrogenă, chirurgicală (virusul hepatitei B, HIV, virus citomegalic) Cu ajutorul vectorilor (căpuşe-encefalit). Fitovirusurile Mecanică - prin contact direct. Prin elementele mediului înconjurător (apă, particole de sol). Cu ajutorul vectorilor (artropode, insecte, acarieni, ciuperci, nematozi, păsări, mamifere).

Tema 4- Bazele geneticii virusurilor

Notiuni generale:

Cercetariel GV erau stopate de absenta metodelor de cercetare.Solutia a fost gasita de Dulbecco(1952)prin elaborarea metodei coloniilor negative pt v citocide. Studierea mutatiilor a stat la baza elaborarii hartilor genetice. Analiza restrictionala. PCR.

Genetica virusurilor

Genomul viral-(ADN sau ARN)este depozitarul informatiei privind caracterele specific vitale.

Fenotipul viral- rep. totalitatea caracterelor care sunt codificate de genomul viral.

Caractere fenotipice-spectru de gazde , tropism tisular , caractere de cultivabilitate,(particularitati simptomatice, efecte citopatice, plaje) patogenitate(om, animal) morfologie.

Transfectia

AN viral este infectant la majoritatea v (exceptie v cu AN m, c, cu sens negative=myxov, reov)

Transfectia –initierea infectiei cu AN izolat si purificat care difera de v integru prin :

Randamentul redus Spectru de gazde mare (inclusive cellule nepermisive )nu este afectata de anticorpi. Este limitat de nucleon si favorizata de primeri bazici, (protectori.)

Aplicatii :

Prepararea de clone (populatii virale omogene) Manipulari genetice(recombinari)

Mutatiile la virusuri:

Mutatia este alterarea stabile transmisa la descendent unuia sau mai multor gene . Pt descrierea mutatiilor – ca schimbari in structura genomului sau a genelor aparte , care conditioneaza variabilitatea ereditara a unui caracter sau proprietate se aplica termenul de “tip salbatic”.

Tip salbatic-rep. notiunea conventional care arata la starea initiala a unei anumite populatii si de regula se aplica doar in raport cu mutatia concreta.Din aceasta cauza v sau gena indicate ca salbatica nu obligatoriu corespunde cu cea obtinuta din natura.

Mutatiile trebuie sa aiba o penetrare totala , sa se vizualizeze bine, sa fie stabile sis a fie monotrope(urmare a unei singure mutatii.

Diversitatea mutatiilor virale:

M coloniilor negative (metoda amprentelor) M dupa tipul organismelor gazda Ts mutatiile ( care asigura termosensibilitatea la temperature inalte) Cs mutatiile (temp negative) Deletii- pierderea unui segment de baze azotate

Clasificarea mutatiilor dupa caracterele genetice pe care le modifica:

M termosensibile (ts) si rezistente la frig (cs), v cu protein modificate imunogene dar cu virulent atenuata.

M dependente de gazda – multiplicarea in celulele nepermisive, v adeno in cellule de origine umana.

M morfologice- se gasesc in culture celulare modificate cu disparitia efectelor, modif plajelor de embrionul de gaina, pox v.

M rezistenti – la inhibitorii mulriplicarii : guanidine, ( v , polio) amantadina( v gripal) M cu patogenitate atenuata: actiune combinata: cultivare la temperature suboptimal sip e specii

departate( 30-50 pasaje la v polio, rujeolei, rubeolei) tehnologii de inginerie genetic: deletie ( SV 40- v polio .

Reversia mutatiilor- apare prin suprimarea determinate de alta mutatie. : intragenica ( apropiata) ; intergenica( la distant ).

Tipuri de variatii antigenetice a virusurilor.

Var antigenic: minora si majora.

Relatiile genetice dintre virusuri:

La infectarea mixta a celulei se inregistreaza 2 tipuri de relatii : complementarea si recombinarea.

Complementarea- relatia dintre produsele v care asigura marirea masei si productivitatii unuia sau ambilor parteneri , se bazeaza pe faptul ca unul sau ambele v prezinta celuilalt produse proteice la care acesta este defectat. Poate servi pt despartirea v dupa grupele functionale.

Recombinarea – interactiunea fizica dintre genomurile virale la infectare mixta. Apar genomuri noi care contin in ansamblu informatia genetic ce lipsea la formele parentale.

Complementarea:

Apare cind 2 v cu genomi incomplet cultivate simultan isi completeaza produsele codificate de genele lipsa

Este o interactiune fenotipica Alternative V defecte in regiuni diferite( trans) genele nemutante sintetizeaza anumite protein. V defective in aceiasi regiune ( cis) nu sintetizeaza aceste protein.

Recombinarea :

Modificarea structurii a nucleic prin aport de material genetic si schimburi de segmente genomice omoloage intre v diferite. Mecanisme 2 tipuri:

Recombinarea intramoleculara- v ADN (adenov, herpes,pox v )intre perechi de mutant ts, ruperi si reasocieri in catenele de a nucleic parentali prin incrucisare reciproca( crossing-over)Intervin enzime celulare.

V ARN cu genom nesegmentat( v polio, coronav, ) recombinarea se face prin copier alternative.

Reasortarea genomica – v cu genom segmentat (myxov, reov)recombinantii au genom cu segmente recombinate intimplator( v gripale au o fregventa de recombinare de 50 %)

Relatiile genetice similare hibridarii :

La infectarea mixta se mai inregistreaza si alte tipuri de relatii:

Hibridare bifactoriala Hibridare trifactoriala Hibridare polifactoriala

Reactivarea genetica – rep un tip de recombinare cind unul sau ambii parteneri nu sunt infectiosi, iar la imbinarea mixta se formeaza urmasi cu caractere ale procesului pathogen.

Relatii intervirale negenice :

Apar prin infectie mixta Se exprima doar fenotipic Nu sunt stabile

Se cunosc urm tipuri :

Mixaj fenotipic – intre v inrudite Poliploidia – la v anveopate (mixov, paramyxov)mai multe nucleocapside au acelasi invelis. Transcapsidarea – patogenii se maturizeaza defectuos prin asamblarea inversa a capsidelor

parentalilor.(la picorna v )

Relatiile negenetice dintre virusuri:

La infectarea mixta a celulelor se inregistreaza diferite tipuri de relatii negenetice care cauzeaza mascarea genotipului v adevarat.

Caracterul heterozigot- al organismelor din natura si proprietatilor homozygote ale virusurilor.

Interferenta – reducerea activitatii biologice a v care se caracterizeaza cu indici similari. Supresia – rep , relatia de inhibare fenotipica a unui v mutant cu indici similari. Sinergismul- interactiunea dintre produsele virale la infectarea mixta , in care se inregistreaza

sporirea indicilor de productivitate.

Obtinerea hartilor genomice:

Metode genetice- plasarea caracterelor specific genetice (markeri )liniari prin :

Recombinare- depinde de distant dintre gene Reasociere- detectarea segmentelor parentale progeni.

Metode fizice si biochimice –

La v ARN :endonucleaze de restrictive : cliveaza cateda de ADN la o segventa nucleotidica specifica. Analiza si clonarea genelor cu aplicarea antibioticului Pactamicina , care inhiba sinteza proteinelor.

Hartile genetice ale virusurilor:

Este reprezentarea schematic a mutatiilor v , dispuse in ordine linear cu indicarea distantelor dintre ele. Se obtin in baza analizelor recombinationale.

Harti :

Recombinationale De schimb al segmentelor Restrictionale Fizice( heteroduplexe) Transcriptionale Translationale

Tema – 4 Virusurile oncogene

Cancerul – intruneste boli caracteristice printr-o proliferare dezordonata , necontrolata si continua a celulelor. Cancerului i se asociaza , in general , numele organului , pe care-l afecteaza( de ficat, etc).

Cancerogeneza – rep ansamblu de mecanisme care conduc la transformarea unei cellule normale in una canceroasa, permitind proliferarea anarhica si necontrolata a acestora precum si diseminarea lor in organism(metastaze), formind tumori maligne.

Tumorile maligne si v oncogene

Se deosebesc tumori benigne si maligne . Tumorile ocupa locul 3 dupa cazurile de mortalitate. (catastrophe, afectiuni cardiovasculare).

Diversitatea tumorilor

Henry Pitot (1986) – tumora- o dezvoltare alterata ereditara relative autonoma a unui tesut. Sunt identificate 171 de forme histologice de tumori ale tesuturilor din care 111 benigne, 52

maligne si 8 intermediare.

Diversitatea tumorilor maligne este determinate de tipul tesutului si a organelor afectate.

Clasificarea tumorilor

1) Tumorile celulelor epiteliale( cele mai fregvente)a) Tumorile epiteliale benigne ( pot proveni din glande, adenoame) Structurile epiteliale superficiale: Polip – o tumora in forma de ciomag , ce i-a nastere prin intermediul unui penducul Polip sesil- lipsit de penducul Polip adenomatos- contine si o component glandular Papilom – o excrescenta a suprafetei epiteliale, dar care prezinta ramuri lungi si subtiri.b) Tumorile epiteliale maligne ( carcinoame, adenocarcinoame)

Carcinoamele celulelor bazale Carcenoamele cel scuamoase Citoadenocarcenoamele (ce prezinta cavitati) Carcinoame secretoare de mucus

2) Tumori a diferitor tesuturi conjunctivea) Tumori benigne Fibrom, lipom Hemangion, limfangiom Osteon, condrom Mielom Mixon ( tumori ale fibroblastelor embrionare ce produc o substanta fundamental de tip mucus-

mixoio)

b)Tumorile maligne ale tes, conjunctiv ( sarcoame)

Fibrosarcom, condrosarcom, liposarcom , etc.3) Tumori ale organelor limfoide Limfom ( limfosarcom) Leucemiile (singurele tumori lichide)4) Tumori ale tes muscular Leimioame( tumori ale cel musculare netede ) Rabolomioame ( tumori ale c m striate )5) Tumori de origine neurala Neuroblastom Glioblastom 6) Tumori mixte Deriva din celule immature care pot sa diferentieze in citeva directii: Fibroadenoamele sinilor:- glandele proliferante sunt inconjurate de o manta de tesut

conjunctiv Teratoamele -deriva dintr-n tip cleular atit de primitive incit produc cellule fiice ce prezinta

toate cele trei foite embrionare:un ovar care contine o masa de sebum, tesut protector ,tesut osos, bucati de creier si foliculi tioridieni complet functionali care pot genera un hipertiroidism.

7) Tumori nodulare: Choristomul –reprezentata de nodule foarte micide tesut normal dar care nu apartine

organului in care sunt prezenti (o masa mica de tesut pancreatic prezenta in mucoasa duodenala,ce este denumita incluziune pancreatica.)

Tipologia si rata transmiterii tumorilor maligne la om :

Esofag – 5 % Stomac – 60-70 % Celom – 5- 15 % Intestin – 20-40 % Rect – 5-15 %

Oncogeneza – process complex cu participarea virusurilor oncologene

Din momentul descoperirii si cercetarii sarcomei la pasari de catre Rous (1911),studierea VO ocupa un loc de frunte:

VO reprezinta modele adecvate pentru cercetarea biologiei molecular si a proceselor de transformare a celulelor.

Diversitatea V O

1)ARN-Oncovirinae

-retroviridae, -Papovaviridiae –Papiloma HPV. Papilomavirusurile –determina cancer la persoanele

imunocompromise in cazul transplantului de organe; recent si la persoanele HIV+. -y – herpesvirusirile(EBV)

2 ) ADN-Oncovirinae

-Hepadnavirusurile – HVB HTLV 1 si 2 – leucemii.

Retrovirusurile

Agenti patogeni ai animalelor si omului;larg raspinditi ;manifestari diverse (asimptomatice – boli grave )cu evolutii acute sau lente.

Clasificare

a)Subfamilia Oncornavirinae:afectiuni neoplazice (leucemii ,limfoame umane de tip T ) = HTLV (human T limphotropic virus)

I si II b)Subfamilia Lentivirinae: boli cu evolutie lenta cu afectare neurologica sau pulmonara =

HIV I si HIV II ,agenti etiologici ai SIDA c)Subfamilia Spumavirinae : boli la om si animale,vacuolizari cellule in culture celulare

( aspect spumos).

Particularitati morfologice ale oncovirusurilor

Transformarea celulei

Celulele transformatoare pot fi obtinute la infectarea celulelor normale cu VO.Au urmatoarele proprietati :

1).Schimbari morfologice si etologice a celulelor:

-celulele devin mai rotunde si mai slab se fixeaza de substrat. -se deregleaza orientarea celulelor pe substrat -celulele se dispun in mai multe straturi -celulele cresc necontrolat in mediul lichid -cresterea necontrolata a densitatii celulelor -cresterea celulelor nu depinde de continutul serului in mediu -celulele capata capacitatea de invazie.

2)schimbari ale suprafetei celulelor:

-se inregistreaza cresterea continutului de acid hialuronic -scade continutul acidului sialic -creste intensitatea transportului de glucide -dispar fibrele actinice si se scindeaza microtubusoarele -pe suprafata celulelor apar antigeni specifici embrionilor -Pe suprafata celulelor apar antigeni de transplant specifici virusurilor

3)Schimbarea proprietatilor biochimice ne legate de suprafata celulelor

-eliminarea proteazelor -transcriptia genelor embrionare

Cum are loc transformarea celulei

La faza initierii replicarii AND are loc expresia genelor ,ce nu duc la moartea celulelor.Includerea genelor tirzii duce la stoparea functiilor celulelor si ea moare.

Transformarea celulelor de catre ABN virali e posibila ,iar cind se include genele tirzii se declanseaza mecanismele de stopare sau blocare a transformarii.

Se inregistreaza la:

-inocularea VO in celulele nepermisive -la inocularea celulelor semipermisive si virusurile se reproduce in cantitati atit de mici incit nu

cauzeaza moartea cceluelor -infectarea celulelor permissive cu virusuri defectate In practica transformarea are loc la infectarea celulelor semipermisive cu cantitati mari de VO.

La aceasta faza celulele contin nu tot genomul celular,ci doar fragmente de AND ,deci este vorba de 2 factori:

-continutul fragmentelor de genom -blocarea partiala a sistemei

Retrovirusurile - duc la transformarea celulelor din cauza virionilor defectati.La patrunderea lor in celule, ea se transforma , iar virusurile nu se formeaza.Doar aplicare V. nedefectate in calitate de ajutor duce la salvarea V.transformator defectat.

Rolul oncoproteinelor

Un interes deosebit prezinta produsele genelor, care induc modificari molecular cu urmari grave in viata celulei , pe care o paraziteaza.

Proteinele produse timpuriu , cu rol bine stabilit in ciclul viral sunt cele cu efecte in transformarea celulelor in conditiile in care ele nu actioneaza in ciclul litic.

Genele E timpurii (early)si dintre acestea E1 (cu E1A si E1B) sunt cele cu importante doluri in initierea replicarii virale sau in cancerizare.

Generarea unei tumori

Tumora este produsa intotdeauna de la o singura celula capabila sa se divida (monoclonala ) VO induc aparitia unei cellule modificate in tesut , celula tumorala initiala se divide , desi celulele din jur nu ,rezultind o tumora localizata;aceasta

tumora este inca benigna in cursul progresiei spre malignizare,tumora invadeaza membrane bazala celulele tumorale invadeaza vasele sangvine diseminind astfel la distanta

Oncogeneza

1)Initierea –modificari genetice determinate de dozele unor agenti transformanti

-agenti fizici :radiatii ,raze UV -agenti chimici :aditivi alimentary ,compusi chimici -biologici: virusurile

2)Promovarea – indispensabila dezvoltarii ulterioare a tumorilor

-factori necancerogeni ce cresc frecventa sau scad latent aparitiei tumorilor -agentii transformanti induc modificari genetice care pot evolua spre cancer sau spre alte

afectiuni ,care initiaza cancerul -cofactori –promoveaza dezvoltarea canceroasa

3) Progresia –actiunea persistent sau expunerea la gentii transformanti –pierderea controlului ciclului de diviziune celulara.

Caracteristica invaziva a celulelor tumorale

tumorile maligne trec granite in spatial vital al altor teusuturi prin 2 mecanisme: -infiltrarea in tesuturile din vecinatae(infiltrare locala) -migrarea in vasele sangvine sau limfatice dind nastere la metastaza.

Mecanismul de invazie si metastazarea celulelor maligne

Invazia si metastazarea celulelor maligne preuspun capacitatea acestora de a depasi o serie de obstacole ce constituie cascada metastazica.

metastazarea pe cale hematogena:

O celula se poate desprinde din masa tumorala si se deplaseaza digerind calea sa prin matricea extracelulara si apoi prin membrane bazala pentru a penetra in lumenul unui vas.La acest nivel , ea

trebuie sa scape de diferitele sisteme de protective din singe , inclusiv : anticorpi , macrofagi, cellule chileri ( de diferite origini) limfocite T.

Ajungind la un vas suficient de mic pentru a fi embolizat ,celula trebuie sa supravietuieasca impactului si presiunii mecanice , dupace ea :

-penetreaza endoteliul -extravazeaza din vas -se multiplica la locul nou -induce oncogeneaza -instaureaza tumora secundara.

Etapele cascade metastazice

1)desprinderea celulelor din tumora primara 2)invazia locala a celulelor maligne 3) penetrarea celuleor maligne in vasele sangvine 4)transporul celulelor maligne prin vasele sangvine 5) embolizarea vaselor de catre celulele tumorale urmata de moartea lor ,sau 6)embolizarea vaselor de catre celulele tumorale urmata de dezvoltarea lor.

Factori epidemologici ai cancerelor umane

-Predispozitia genetica factori fizici-factori chimici -factori biologici:virali , bacterieni si parazitari -alimentatia Factori ambientali ; ocupationali si asociati stilului de viata

1)Substantele chimice carcinogene-tutunul,alcoolul,negrul de fum ,gudronul si derivatii sai ,fenolul ,derivati ai anilinei.

2)Alimentatia - -nitrozaminele ,nitritul de sodium(aditiv alimentar in procesul de conservare a carnii)au rol carcenogen.

Totusi ,trebuie avut in vedere ca hrana vegetala contine nitrati care sunt redusi la nitriti de catre bacteriile din cavitatea bucala a vegetarienilor ,care astfel nu sunt protejati de cancerele cauzate de dieta.Dar vegetarienii se bucura de o rata mai scazuta a cancerilor de sin , colon si prostate datorita efectului protector al anumitor seminte: de griu,soia,porumb,fasole.(avind rol anticancerogen)

3)Cancerogene de natura hormonala

Hormonii nu sunt genotoxici ,deoarece nu se comporta ca agenti de modificare a AND ,dar starea hormonala a organismului indeplineste un rol major in carcinogeneza.

Exemple: Sarcina si nasterea(cu lactatie) au un effect protector fata de cancerul mamar(prin lactatie glanda

mamara este diferentiata)

Tratamentul de substitutie cu estrogeni la femeiele aflate in post-menopauza creste riscul cancerului , in timp ce dozele contraceptive la femeile aflate in perioada pre- menopauzala pot induce,

4)cancerogene ocupationale

-gudronul determina cancerul scrotal -nichelul si cromul au fost asociati cu cancerul de plamini

5)Radiatiile ionizante si UV

Determina aproape 3% din decesele datorate cancerului.Radiatiile UV modifica AND prin formare de dimeri,Sunt associate cu cancerele de piele (carcinoame ale celulelor bazale)

Radiatiile ionizante

O singura expunere la radiatiile ionizante este suficienta pentru a genera cancere (diferentiere de radiatiile UV)

EX: supravietuitorii bombei atomice

Masuri pentru reducerea v oncogene

Depistarea precoce a t v Starea sanitaro-igienica a localitatilor Comportamentul

Tema 5- Imunitatea antivirala

Patogenitatea infectiilor virale Inalt patogeni Conditionat patogeni Nepatogeni Conceptul de iceberg( infectie subclinica, asimptomatica)

Antigene- L Deutsch 1899, orice substanta care este recunoscuta ca straina de organism si este capabila sa declanseze reactii imune specifice si sa interactioneze cu produsele acestor reactii

Imunitatea- proprietatea generala a organismelor vii

Sistemul imunitar rep un produs complex al evolutiei milenare constituit dintr-o retea de celule , tesuturi si organe care functioneaza impreuna si au ca scop principal protectia organismului impotriva agentului patogen si toxielor

Imunitate- nereceptivitatea organismelor la orice agent strain dpdv genetic inclusiv la m/o si toxinele lor

Imunitate- capacitatea de aparare specifica a organismului fata de agresorii externi ( v, bacterii, ciuperci, etc) cit si fata de propriile molecule si unele celule degradate sau modoficate.

Sarcina fundamentala- a imunitatii – distinctia dintre moleculele si celulele proprii – sefl si cele straine- non-self

Ce este imunitatea antivirala-

Imunitatea antivirala – este determinata de totalitatea de proprietati ereditare si dobindite pe parcursul dezvoltarii organismului care excul patruderea si reproducerea v in celula. Aceste proprietati num. factori ai imunitatii se deosebesc dupa origine si mecanismele de actiune evidentiiin: imunitatea umorala si mediata celular

Tipurile de imunitate

1-Ereditara- naturala , de specie- poate fi absoluta (lipsa tintei) sau relativa

2-Dobindita – achizitionata, poate fi

1-Activa- naturala (postinfectioasa), si artificiala(in urma vaccinarii)

2-Pasiva- naturala ( transplacentara , prin laptele matern)si artificiala( administrarea Ac/seruri imune sa a limfocitelor)

Imunitatea dobindita se caracterizeaza prin:

Dezvoltare lenta si manifestare tardiva- citeva zile, saptamini dupa contactul cu un antigen. Specificitate fata de antigen- capacitattea de a recunoaste si raspunde specific la numeroase

substante straine , inclusiv la agenti infectiosi. Memorie imunologica- capacitatea de a elabora raspuns mai rapid , mai intens si eficace la

intilniri repetate cu antigen. Lipsa reactivitatii (toleranta) fata de antigenele proprii.

Imunitatea dobindita poate fi:

Imunitate antibacteriana, antivirala, antimicotica, antitumorala. In functie de mecanismele reactiilor imune : Imunitate umorala- exercitata prin intermediul unor proteine numite anticorpi ( Ac, Ig),

produse de limfocitele B, fiind secretate in singe si lichide biologice neutralizeaza si elimina v extracelulare si toxinele lor.

Imunitate celulara- eficienta in eliminarea parazitilor intracelulari sau a celulelor tumorale, este exercitata prin intermediul limfocitelor T ( citixicitatea directa, activarea macrofagelor)

In dependenta de persistenta patigenului: Imunitate sterila- se manifesta dupa eliminarea agentilor patogeni din organism- (rujeola) Imunitate nesterila- nereceptivitatea se pastreaza doar in perioada aflarii m/org. in organism

(tuberculoza , sifilis)

Organele sistemului imunitar la om, circulatia limfocitelor( imagine)

Imunitatea umorala :Raspunsul imun umoral consta in producerea de catre limfocitele b a Ac specifici si intervine in:

Distrugerea patogenilor extracelulari Neutralizarea v Inhibarea toxinelor

Raspunsul umoral asigura eliminarea Ag exogeni si se caracterizeaza prin productia crescinda de Ig specifice pt

Ag care au declansat generarea de Ig

Structura IgG Imunoglobulinele se clasifica in functie de lanturile pe care le contin in 5 clase: IgG, IgM, IgA,

IgD, IgE.

Rolul Ac in imunitate

CONFIGURAȚIA

ANTICORPILOR

IgD, IgE, IgGIgA

IgM

Periferie

Stadiile de dezvoltare ale Limfocitelor B

Celula stem Limfocite pro-BCelule pro-B matureLimfocite pre-B

Celule mici pre-BCelula B imaturaCelula B maturaFiecare stadiu de dezvoltare este determinat de rearanjamentul

genelor lanţurilor grele şi uşoare ale Ig, expresia moleculelor de

adeziune şi a receptorilor citokinici

Conţinutul Ac în sânge determină gradul de rezistenţă a organismelor la V. Uneori această legitate nu se manifestă, demonstrând că Ac acţionează doar în mediul intern deosebit de complex al organismului, aflându-se în legătură strânsă cu alţi factori ai imunităţii (interferon, inhibatori).

La infecţiile virale neurotrope e necesar ca Ac să pătrundă nu doar în serul sanguin, ci şi în sistemul nervos central.

Ac nu acţionează la pătrunderea directă a V. în ţesutul receptibil, deoarece în el Ac sau lipsesc, sau se află în concentraţii mici.

Ac antivirali se conţin în globulinele serului sanguin, iar cea mai mare concentraţie se află în gama globuline.

Imunizarea

300 iH- Egipt cruste variolice 2000 iH- china- cruste variolice 1500 DH- turcii introduc variolizarea 1700 dH- introducerea variolizarii in Anglia 1780 DH- Edward Jenner descopera vaccinul 1885- Pasteur descopera vaccinul antirabic atenuat.

Edward Jenner- parintele vaccinarii antivariolic

Factori nespecifici ai imunitatii-

Dintre factorii nespecifici ai imunitatii fac parte:

Rezistenta specifica a celulelor Receptivitatea- determinata de virsta Actiunea inhibatorilor nespecifici, Fagocitoza Temperatura corpului Interferonul

Receptivitatea determinata de virsta

Este determinata de particularitatile metabolice : Sinteza unor substante ce stipuleaza reproducerea v la copii ( stimuloni); Sinteza substantelor ce inhibeaza reproducerea v ( interferoni) Actiunea hormonilor- gonadotropici stimuleaza I, iar castrarea – o reduce, insa inocularea

cortizonului ai a hormonului gonadocorticotropic o reduce, deoarece se stopeaza sinteza Ac.

Inhibatorii antivirali

Reprezinta substante de natura lipo- si mucoproteica , care se contin in ser, saliva si in tes omului si animalelor si pot inhiba reproducerea v. Dupa rezistenta la temperatura pot fi :

Termolabili- se descompun la 62-65 grade Termomoderati – 66-75 grade

Termostabili 75-100 grade

Functia de protectie a temperaturii

Temperatura inalta inactiveaza v, iar cea joasa reduce rezistenta corpului. Temp actioneaza indirect prin schimbarea metabolismului . Se explica prin reducerea pH-ului

Are loc inavtivarea v extracelulare inhibarea reproducerii v in celula , intensificarea sintezei interferonului, activizarea proceselor metabolice, reducerea pH mediului.

Interferon- factor nespecific al imunitatii ( I)

Reprezintă proteine sintetizate in mod normal in unele celule din organism, avand rolul de protecţie impotriva infectiilor bacteriene, virale si parazitare, precum şi a celor canceroase.

Isaacs A., Lindenmann J. (1957) - la inhibarea V. gripei inactivat termic cu membrana corioalantoică a embrionului de găină cu scopul de a cerceta capacitatea lui de a interfera cu virusul omolog, infecţios.

Ei considerau că particulele V. care cauzau interferenţa vor fi eliminate pe calea adsorbţiei, însă spre mirarea lor ei au constatat, că capacitatea mediului de a stopa reproducerea V nu numai că nu se reduce, ci din contra, se amplifică. S-a demonstrat că această interferenţă este condiţionată de un nou inhibator, numit Interferon.

Diversitatea interferonilor

-IFN alfa 1, 2 si 4 fiind cele mai utilizate in tratament;- IFN-beta 2 larg utilizat in tratament;- IFN-delta;- IFN-epsilon;- IFN-gamma -utilizat in tratament in unele situatii;- IFN-kappa;- IFN-lambda-1, 2, 3;- IFN-omega;- IFN-tau;- IFN-zeta.

Interferonul alfa, beta şi omega sunt incadrate în tipul I de interferoni, iar interferonul gamma în tipul II, fiind şi cele mai utilizate în tratamentul curent al unor boli.

Particularitati de producere si aplicare

Cele mai importante forme de interferon se produc in:- Leucocite - interferonul alfa;- Fibroblaști - interferonul beta;- Limfocite - interferonul gamma;

E.coli – Genoingineric .Efectele interferonului pentru tratamentCele mai importante acţiuni fiziologice sunt:- Antivirală/antimicrobiană/antiparazitară;

- Antiproliferativă (anticanceroasă);- Imunomodulatoare (de control al mecanismelor imune de apărare a organismului).

SINTEZA INTERFERONULUI

Se formează in vivo şi in vitro la interacţiunea cu V. nativ sau inactivat cu UV. Se sintetizează la inocularea virusurilor, microorganismelor, endotoxinelor, polizaharidelor şi lipopolizaharidelor.

Se depistează după 1-2 ore de la inocularea V. Se conţine în sânge, urină, lichidul intracefalic, conţinutul nazofaringelui, organele interne. Intensitatea producerii I. depinde de specia şi vârsta animalului, crescând odată cu vârsta. În

organismele imunizate I. se sintetizează mai lent. La pătrunderea virusului în celulă se pot forma şi diferiţi stimulatori și antagonişti ai I.: Blocheri, - Stimuloni.

PROPRIETĂŢILE INTERFERONILOR

Indiferent de condiţiile de sinteză (specie, tipul celulelor, temperatura de cultivare, originea şi proprietăţile inductorilor) I. au proprietăţi comune:

o proteine simple cu masa moleculară mică (20000 – 30000), se inactivează la congelare şi decongelare, la acţiunea UV, se descompun la acţiunea tripsinului

şi pepsinei, dar nu se descompun la acţiunea ribonucleazei, dezoxiribonucleazei, rămâne rezistent la acţiunea temperaturilor înalte (60-80 grade timp de o oră), acţionează atât în mediu acid (pH2), cât şi bazic (pH10). Specificitatea I. protejează mai efectiv organismele din specia în care a fost sintetizat şi de

specia de V., care la indus. Spre deosebire de Ac au un spectru mai larg de acţiune. nu este toxic şi are acţiune antigenică slabă, ceea ce permite inocularea multiplă în doze mari.

MECANISMELE DE FORMARE A INTERFERONILOR

Formarea I. este indusă de AN viral. AN bicatenari sunt mai activi decât cei monocatenari. Informaţia despre sinteza I. este codificată în ADN celular. În celulele neinfectate funcţiile

genelor responsabile de sinteza I. sunt blocate. La pătrunderea V. în celulă, AN virali depresează funcţia genelor structurale

corespunzătoare şi în rezultat celula sintetizează I. (Teoria Jacob şi Monot, 1961).

Cum acționeaza interferonul ?

Interferonul nu are acţiune directă, asupra virusurilor, ci participă la blocarea reproducerii lor. Astfel, virusurile deja existente în organism sunt controlate de mijloacele de protecţie a organismului, si altele noi nu se mai produc, infecţia stopându-se.

MECANISMELE DE ACȚIUNE A INTERFERONILOR

Acţiunea I. se manifestă doar la pătrunderea virusului in celulă. I. nu stopează adsorbţia V. pe celulă, iar pentru acţiune lui e necesară integritatea celulei.

acţionează ca inhibator a sintezei polimerazelor. I. derepresează sinteza altor proteine celulare, care posedă activitate antivirală.

Ca inductor al altor proteine cu acţiune antivirală, blochează formarea polizomilor, inactivează funcţionalitatea ribozomilor,

eliberat pătrunde în alte celule şi induce sinteza proteinelor represoare.

Schema acţiunii Interferonului

APLICAREA INTERFERONILOR

Profilaxia şi tratarea virozelor pe calea inoculării exogene a I. sau a stimulatorilor de formare a lor, numiţi Interferonogeni.

Se folosesc vaccinuri vii sau inactivate şi interferonogeni sintetici, aplicând 2 metode posibile de tratament:- monoterapia (Interferon pegylat alfa),- terapia combinată (Interferon pegylat alfa şi Ribavirina).

Se înregistrează un şir de avantaje faţă de imunizarea cu vaccinuri. Rezistenţa organismelor se înregistrează repede după inoculare şi se inhibă toate virusurile.

o se elimină rapid din organism şi se cere inocularea după 7-10 zile.

efecte secundare ale interferonului

Deşi este o substanţă a organismului şi ar trebui să fie bine tolerată, interferonul are numeroase efecte secundare.

Cu toate acestea, efectele secundare nu sunt atât de severe încât să se întrerupă tratamentul.

Cele mai importante efecte secundare

Manifestări asemănătoare virozelor (subfebra, dureri de muşchi, secreţie nazală);- Depresie, uneori severă;

Scădere în greutate, reducerea apetitului;- Căderea parului (alopecie);- Diaree;- Dureri abdominale;

Scăderea numărului de leucocite, globule roşii şi trombocite;- Edeme (umflarea gambelor);- Insomnie;- Greţuri;- Dureri la locul de injectare;- Tulburări ale funcţiei tiroidei;

Dureri osoase;- Eruptii cutanate;

Scăderea capacităţii de muncă.