Download - Virusologie LP - Cultivarea virusurilor, Efecte citopatice

Transcript
  • Patogenia infeciilor virale Factori viraliFactori care tin de gazdaFactori genetici

  • Factori viralidoz infectant, poarta de intrare, pasaje anterioare ale tulpinii infectante pe gazde intermediare umane sau animale. Virulena este dependent de tropismul celular i mutaiile pe care le poate suferi un virus

  • Factori viraliTropismul celular este dictat de specificitatea de receptor.este implicat controlul replicrii virale de ctre promotori celulari prezeni la un numr restrns de celule, care ndeplinesc rolul de co-factori ai iniierii infeciei (ex. co-receptorii pentru chemokine necesari atarii HIV);

  • Relatia virus-celula - gazdanatura celulei infectate este strns legat de tropismul virusului pentru o anumit celul; Exemplu: virusului rabiei, la care proteina G, de nveli, are o afinitate special pentru receptorii de acetilcolin de la nivelul esutului nervos, permind virusului s infecteze celulele neuronale.

  • Factori viraliMutaiile pot duce la amplificarea virulenei: Ex: virulena virusului gripal este dependent de structura hemaglutininei (HA).

    Aceste mutaii ar favoriza i creterea sensibili-tii HA la aciunea enzimelor proteolitice:proteoliza, la rndul ei, expune extremitatea N terminal, hidrofob care permite nveliului viral s fuzioneze cu membranele celulare ale celulelor endoteliale i, n acest fel, favorizeaz eliberarea NC la nivelul citoplasmei.

  • Factori ai gazdei:vrst, sex, stare de nutriie, responsivitatea sistemului imun;determinismul genetic.

  • Vrsta:aceeai boal viral evolueaz diferit la aduli fa de copii, adulii fac mai frecvent complicaii pulmonare secundare infeciei cu VVZ i efectul paralitic al virusului poliomielitei este mai frecvent semnalat, comparativ cu copiii.Alte infecii sunt mai grave la nou-nscut: infecia genital cu VHS2, de la mam, se poate manifesta grav la nou-nscut, ca encefalit herpetic sau ca infecie generalizat.

  • Vrsta:Rata cronicizrii HVB acute este pentru adult de 10-15%; infecia transmis intra-partum sau post-partum duce, n cazul mamelor AgHBe pozitive, la cronicizri ale infeciei n 90% din cazuri la sugar iar riscul evoluiei ulterioare spre cancer hepatic este de 10 ori mai mare pentru produsul de concepie, comparativ cu adultul. Adenovirusurile i VRS determin infecii severe la copii mici i infecii banale la aduli i copii mari.

  • * Status-ul nutriional al gazdei:

    factorii nutritivi deficieni: deficitul de vitamina A, este incriminat n infecia rujeoloas, n complicaiile oculare ce pot evolua cu cecitate;infecia cu HIV la malnutrii determin o enteropatie sever; exist imunodeficiene induse de acest deficit nutriional dar i imunodeficiene congenitale, cu diferite consecine n funcie de veriga afectat:- la agammaglobulinemici, infeciile cu VHS sau virus rujeolos se vindec fr complicaii, dar la cei cu imunodeficiene ale imunitii celulare, aceleai virusuri determin infecii letale;

  • * Status-ul nutriional al gazdei:

    imunodeficiena la pacienti cu SIDA, contraindic administrarea de vaccin viu atenuat; s-au semnalat complicaii locale adenoidie-ne dup vaccinarea BCG la copii cu HIV.Pe de alt parte, riscul unor infecii severe la copiii nevaccinai subliniaz avantajele vaccinrii.In acest context, la copiii seropozitivi, asimptomatici, se pot utiliza vaccinuri inactivate.

  • Factorii genetici ai gazdeipot favoriza instalarea unor boli viraleEx.: HIV infecieindivizii HLA-B35 au un risc mai mare de a evolua spre SIDA, comparativ cu cei HLA-B8 i HLA-DR3. Persoanele HLA-DR2 prezint un risc mai mare de a contracta infecii cu oportuniti, iar cei HLA-DR5, de a dezvolta un sarcom Kaposi.

  • Sexul:frecvena carcinomului nazofaringian determinat de VEB ca i rata cronicizrii hepatitei B sunt mai mari la brbai, n timp ce infeciile cu VCM sunt mai frecvente la femei;constelaia hormonal pare s joace rolul esenial.

  • Mediu:prin complexitatea lui i inter-relaiile factorilor geografici, demografici, etc. contribuie diferit la evoluia infeciei virale sporadic, epidemic sau chiar pandemic.

  • Transmisibilitatea:n lanul epidemiologic intervin mai ales factori care in de gazd: momentul;durata contactului infectant;susceptibilitatea;status-ul imun, etc.Transmiterea orizontal (aerogen, digestiv, contact direct, etc.) determin epidemii explozive, Transmiterea de la mam la ft menine virusurile n colectiviti izolate, cu densitate mic.

  • Poarta de intrarecel mai frecvent este reprezentat de cele 3 suprafee epiteliale:pielea i mucoasele;tractusul respirator;tractusul digestiv.

  • PI

  • Evolutii:Uneori, infecia rmne cantonat la poarta de intrare (PI); frecvent, aceste infecii sunt asimptomatice sau de severitate medie i, eventual, virusul se propag spre o nou int.

  • Evolutii:Cel mai frecvent are loc diseminarea, care poate avea loc prin:contiguitatesistemic.

  • Rspndirea prin contiguitateeste caracteristic pentru acele infecii care rmn, practic, limitate la PI. Ex.: majoritatea infeciilor respiratorii (infeciile cu rinovirusuri sau virusuri gripale) i unele infecii cutanate (ex. verucile).Incubaia acestor infecii este de scurt (2-3 zile), viremia survine dup debutul bolii i, secundar ei, nu se supra-adaug noi simptome. Reinfecia cu aceste virusuri este frecvent, deoarece Ac care apar nu sunt protectori. Ac secretori IgA pot oferi o protecie de scurt durat la nivelul mucoaselor.

  • Diseminarea sistemic:dup penetrarea PI, virusul ajunge n snge; viremia este cea care vehiculeaz agentul etiologic spre alte esuturi, anterior debutului clinic. Deoarece viremia precede debutul, perioada de incubaie pentru aceste infecii este de 2-3 sptmni. Viremia asociat diseminrii sistemice are 2 stadii: primul stadiu se termin cnd virusul este preluat de sistemul reticuloendotelial.

  • Infecii virale localizate

  • Diseminarea sistemic:Activarea sistemului RE poate duce la:eliminarea virusului, deci infecia este abortiv (ex. infecia poliomielitic);multiplicarea virusului la nivelul SRE, determin o a doua viremie, de mai mare amploare, i care induce manifestarea clinic a bolii.Reinfeciile: Ac prezeni n circulaia sistemic au rol protector, reinfeciile fiind, de regul, rare.

  • Raspndirea infeciei pe cale sanguin

  • Organele int:multe virusuri au predilecie pentru anumite organe (ex. rotavirusurile i agentul Norwalk pentru tractusul gastro-intestinal, virusurile hepatitice primare A-G, pentru hepatocit, etc.). Aceast predilecie nu este absolut: unele virusuri au predilecie pentru un anumit organ dar pot infecta i alte organe/esuturi (ex. VHS determin att leziuni orale ct i meningoencefalite).

  • Organele int:Accesul virusurilor la nivelul pielii sau mucoaselor, secundar unor leziuni mecanice (muctura animalului turbat, neptura insectei care vehiculeaz un arbovirus sau acul contaminat), determin infecii generalizate, de cele mai multe ori fr modificri locale.

  • Organele int:Alte viroze cu aceeai poart de intrare determin doar manifestri locale: negii sau verucile sunt determinate de papillomavirusuri moluscum contagiosum este determinat de un poxvirus (exist doar hiperplazia epidermului i leziuni inflamatorii proliferative).

  • PI respiratorie:orthomyxovirusuri, paramixovirusuri, picorna-, reo-, corona- i adenovirusuri. Frecvent, replicarea iniial este urmat de generalizarea infeciei. Alte viroze se caracterizeaz doar prin localizarea strict la nivelul mucoasei respiratorii: virusul gripal infecteaz iniial doar cteva celule, virionii progeni rezultai, n numr mare, sunt diseminai prin intermediul mucusului i pot determina afectarea bronhopulmonar.

  • PI respiratorie:transudatul care nsoete leziunile celulare favorizeaz diseminarea, iar pe de alta, factorii locali (macrofage, modificri de pH, IgA secretor sintetizat ceva mai trziu) au rol limitativ. Leziunile iniiate de virus se pot suprainfecta bacterian cu germeni condiionat patogeni (pneumococ, hemofil, stafilococ) care nu ar determina infecia fr aceast cauz favorizant

  • PI digestiv:preferat mai ales de virusule nenvelite, deoarece virusurile cu nveli sunt sensibile la pH acid, la detergenii din bil sau la proteazele din sucul digestiv. Picornavirusurile, reovirusurile, unele adenovirusuri (ex. 40, 41) ptrund prin mucoasa digestiv i determin doar simptome iniiale locale reduse. Patogenitatea acestora se manifest secundar generalizrii infeciei. Alte virusuri, asociate gastroetenteritelor endemo-epidemice, nu depesc epiteliul digestiv.

  • PI digestiv:Rotavirusurile (din familia Reoviridae) i agenii asemntori virusului Norwalk sunt patogeni primari i exclusivi pentru epiteliul intestinal.Diseminarea de la PI se face, cel mai frecvent, pe cale sanguin, prin viremie. In paralel, exist i o diseminare limfatic; uneori este implicat diseminarea pe cale nervoas, respectiv pe calea tracturilor nervoase, prin septinevrit.

  • PI organe tintan infecia rujeoloas, virusul ptrunde pe cale respiratorie, replicarea local are loc la nivelul esutului adenoidian de la nivelul inelului Waldayer, dup care virusul multiplicat n cantiti suficiente este diseminat prin viremie. Limfocitele transport virusul i, mai mult de att, permit replicarea virusului intracelular. Virusul din snge este permanent ndeprtat de celulele SRE, i astfel sunt afectate organele cu circulaie bogat: plmnii (bronhopneumonia rujeoloas), ficatul, pancreasul, SNC, dermul (rash rujeolos).

  • Evolutie:Secundar replicrii n aceste organe int (unele de mari dimensiuni) survine al doilea val viremic, viremia secundar, limitat de sinteza de anticorpi specifici care duc la vindecarea infeciei;vindecarea este consecina interveniei i a altor mecanisme ale imunitii celulare. Descrierea anterioar a diseminrii virusului nu ine cont de unele particulariti: virusul poate ptrunde i la nivelul conjunctivei, diseminarea la nivelul SNC poate avea loc pe ci multiple, fagoci-tarea virusului de ctre celulele SRE explic traversarea barierei hematoencefalice cu afectarea cilor gliale i a neuronilor, etc.

  • Evolutie:Viremia nu presupune ntotdeauna vehicularea virusurilor prin intermediul limfocitelor; unele arbovirusuri sunt adsorbite de eritrocite, parvovirusurile au fost puse n eviden ataate de trombocite, iar multe picornavirusuri circul libere n plasm.Alteori, viremia este mixt: o parte dintre virusuri sunt asociate elementelor figurate, o parte sunt libere n plasm.

  • Patogenia infeciilor cu rash

    Erupiile generalizate sunt consecina unui rspuns imunopatologic. Sinteza de Ac fa de antigene virale, prezente n derm, se soldeaz cu formarea de complexe Ag-Ac. Acestea determin hiperemie i acumularea de exsudat - substratul histopatologic al leziunilor maculo-papulare.

  • Patogenia infeciilor cu rashUneori virusul intervine direct, prin aciunea lui citopatic: VHS sau VVZ determin hiperplazia dermic, balonizarea celulelor infectate i apariia incluziilor intranucleare care conin antigen viral, n primele stadii ale infeciei iar mai trziu, pierd antigenul, devenind doar cicatrici ale infeciei.

  • Patogenia neurovirozelor:

    Virusul rabic infecteaz omul dup muctura animalului rabigen i se multiplic iniial la nivelul esutului conjunctiv dermic sau muscular.Propagarea ulterioar este centripet, pe traiectele nervoase, ctre SNC.

  • Patogenia neurovirozelor:

    Leziunile, considerate iniial patognomonice, de la nivelul cornului Amon, sugereaz c virusul se multiplic mai ales n aceast zon. Ulterior, diseminarea periferic se face centrifug, dar tot pe traiectele nervoase. Virusul nu a fost izolat din snge (la om).

  • Patogenia neurovirozelor:Perioada de incubaie depinde de distana dintre locul de inoculare i encefal; de aceea, dup mucturile la fa sau la membrele superioare, incubaia bolii este mai scurt.

  • Patogenia neurovirozelor:In alte infecii, pe lng invazia SNC pe cale septinevritic, este implicat i diseminarea sanguin (entero-, arbovirusuri). Cile pentru traversarea barierei hematoencefalice pot fi: transferul prin endoteliul vascular al vaselor mici cerebrale;transferul consecutiv infeciei meningelui sau la nivelul plexurilor coroide.

  • Patogenia neurovirozelor:Infecia SNC se caracterizeaz prin prezena a trei tipuri de leziuni: necroz celular;neuronofagie;acumularea de infiltrat mononuclear perivascular.In infecia cu virus rabic, care nu este citocid, ca i n infeciile cu agenii encefalopatiilor spongiforme subacute exist degenerare neuronal cu vacuolizare, leziuni inflamatorii minime sau chiar absente. Afectarea neuronal, dei puin evident d.p.d.v. morfologic, pare s influeneze funcii nalt specializate ale celulelor infectate.

  • Raspndirea pe cale nervoas

  • Evoluia ciclic a infeciilor virale

    Stadiile succesive ale infeciilor virale corespund celor din infeciile bacteriene:incubaie: perioada de la contactul infectant la debutul simptoamelor;perioada de debut: asociat, de regul, viremiei primare;perioada de stare: n care are loc replicarea n organele int;perioada de convalescen: care duce, de cele mai multe ori, la vindecare.

  • Evoluia ciclic a infeciilor virale

    Durata fiecrei perioade este caracteristic virozelor, cu variaii ce in de vrst, teren, coinfecii, inter-venii terapeutice, doz infectant, etc. Diferena ntre infeciile sistemice i cele limitate la poarta de intrare se refer mai ales la contagiozitate (excreie de virus) i durata replicrii virale.

  • Evoluia ciclic a infeciilor virale

    Durata perioadei de incubaie este relativ constant: scurt n cazul virozelor n care simptomatologia este n totalitate pus pe seama virusului care se replic la PI (1-3 zile), sau de 2-3 sptmni n virozele generalizate.

  • Evoluia ciclic a infeciilor viraleIn infecii determinate de lentivirusuri sau oncornavirusuri, n care integra-rea genomului viral n genomul celulei gazd determin o perioad de laten lung (ani sau chiar zeci de ani), asimptomatic, infecia devenind manifest dup intervenia unor cofactori care activeaz provirusul din starea dormant n cea activ, repli-cativ.

  • Rspndirea picornavirusuri-lor

  • Infectii latenteInfectii clinic absenta dar virusul nu este complet eliminat.Exista o stare de echilibru intre gazada si virus;

    Cai difertite de a se instala:- virus cu genom integratinfectie persistenta

    Infectiii persistnte (replicarea virusului continua)

    Virusul eludeaza mecanismele apararii celularegenerarea de celule care eludeaza raspunsul imun mediat celulardiminuarea raspunsului/interventiei CMH in celulele infectate (nu sunt recunoscute si distruse de celulele T)infectarea unor celule din sedii privilegiate (creier)

  • Infectii latente:Sindromul rubeolos congenitalInfectia cu VCM, VEB, VHB, HIVInfectii latente cu: VHS, VVZ, adenovirusuri, retrovirusuriPESS, pancencefalita progresiva rubeoloasaboala Kuru

  • Infectiile cronice persistente:Pot fi produse de virusuri envelopate: paramyxovirusuri, herpesvirusuri VEB, retrovirusuri si arenavirusuri.

    Mecanismul de persistenta: virusurile nu blocheaza functiile esentiale ale celulei.

    In rujeola (PESS panencefalita sclerozanta subacuta), celulele infectate persistent pot fi ajutate de capacitatea anticorpilor de a recunoaste antigenele de pe suprafata celulelor.

    Antigenele virale de pe suprafata celulelor sunt distruse, celula fiind eliberata de glicoproteine virale si astfel celula este protejata de NK si Limf T.

  • Infectiile virale latente oculte

    anumite virusuri ADN sau ARN pot deveni nedetectabile dupa o infectie primara.in timp reapar si produc infectie acuta. aceasta latenta poate fi indeplinita prin mai multe mecanisme:

  • VHSinfectia primara apare la varsta de 6 18 luni, dupa care virusul persista si nu poate fi identificat, cu exceptia episodului acut;nu se stie sigur mecanismul prin care virusul persista. Virusul nu poate fi izolat din tesuturi, dar poate fi co-cultivat in culturi de celule ganglioni senzitivi.VHS a fost identificat in ganglionii: trigeminal, toracic, lombar si sacrat. studii de hibridizare au detectat genomul viral in creier (fara leziuni), ca si in ganglionii periferici; aceste date sugereaza ca ADN-ul viral exista in forma lineara, neintegrata, probabil ca episomi.

  • VHS- continuareEste posibil ca virusul sa afecteze doar o mica proportie din ganglion (0.01 0.1%) datorita anticorpilor, interferentei virale sau factorilor metabolici.Anticorpii pot neutraliza cea mai mare parte din virus si poate deveni astfel nedetectabil. Episodul acut poate fi explicat printr-o modificare: a nivelului imunitatii sau prin schimbari in susceptibilitatea celulelor neinfectate, care pot fi influientate de febra, expunere prelungita la razele solare, obosela, menstruatie.Si alte herpesvirusuri produc infectii latente: VVZ ganglioni senzitivi, VCM limfocite si macrofage, VEB limfocite B.

  • AdenovirusuriInfectiile umane cu adenovirusuri sunt de obicei autolimitate, dar pot stabili o infectie latenta, persistenta, a amigdalelor si ganglionilor. Desi nu s-a reusit izolarea virusului din aceste tesuturi in culturi de celule, fragmente din aproximativ 85% din aceste culturi normale au prezentat, dupa o periaoda de timp variabil, ECP (efect citopatic).Esecul initial de izolare virala se poate datora cantitatii mici de virus din produsul patologic, anticorpilor specifici sau absentei virionilor maturi.Infectiile latente nu apar probabil prin lizogenie, deoarece ADN-ul viral din limfocitele perifericie apar ca o forma lineara, episomala.

  • PESSlatenta apare ca rezultat al producerii incomplete de virion.sunt produse virusuri rujeolice imature;infectiile virale latente afecteaza incidenta si patogeneza bolii acute virale in cateva moduri: un virus reactivat poate raspandi si initia o epidemie la contacti susceptibili. e.g. VVZ;latenta virala poate fi de asemenea remarcata in cazul dezvoltarii infectiilor cronice dependente de raspunsul imun e.g. PESS;anumite virusuri latente induc evolutia spre neoplazii..

  • Infectii cronice persistenteVirusuri invelite (ex. unele paramixovirusuri, unele herpesvirusuri VEB-, retrovirusuri, arenavirusuri), pot initia infectii persistente pentru ca virusul nu influenteaza functiile cheie ale gazdei (ex. sinteza de ADN, ARN si proteine)Infectii cronice persistenteUnele celule infectate persistent cum se intimpla in PESS (ca si complicatie a rujeolei), pot fi asistate de catre Ac care capteaza/identifica Ag-le exprimate pe suprafata celulai gazda. Mascarea antigenelor virale va proteja celula infectata de actiunea limf T sau a celulelor NK.

  • CULTIVAREA VIRUSURILOREFECTE CITOPATICEINCLUZII VIRALE

  • VCM: nuclei mari cu incluzii bazofile; incluziile nucleare nconjurate de un halou clar i de cromatina aglomerat sub forma unei rame

  • VCM: incluzii ochi de bufni

  • VCM: tesut pulmonar (marire 40x): celule epiteliale mari cu IN bazofile nconjurate de o zon clar de mici dimensiuni

  • Progresia ECP: A celule neinfectate; B: efect tardiv incluzii IN, celule mari (VCM); C: degenerescena celulelor; D: celule aglomerate, formeaz un placard; coloraie. (A, X 255; B, X 900; C, X 225; D, X 20.)

  • Schematic: reovirusuri (IC acidofile) si VCM (IN bazofile)

  • VVZ: nuclei mari, incluzii IN, eozinofile. Celule mari, puternic eozinofile (stadii tardive)

  • VVZ incluzii tip Cowdry A

  • Virusul rabic - corpusculii Babe - Negri (IC acidofile)

  • V rujeolos: incluzii IN Cowdry A (eozinofile) si incluzii IC de mici dimensiuni

  • Virus rujeolos - efect citopatic

  • VRS efect citopatic

  • VRS efect citopatic