Capa: Thieme Revinter Publicações Ltda. Imagem da capa: Projetado por Kjpargeter/Freepik.
Impresso no Brasil por Zit Editora e Gráfica Ltda. 5 4 3 2 1
ISBN 978-85-5465-034-6
Nota: O conhecimento médico está em constante evolução. À medida que a pesquisa e a experiência clínica ampliam o nosso saber, pode ser necessário alterar os métodos de tratamento e medicação. Os autores e editores deste material consultaram fontes tidas como confiáveis, a fim de fornecer informações completas e de acordo com os padrões aceitos no momento da publicação. No entanto, em vista da possibilidade de erro humano por parte dos autores, dos editores ou da casa editorial que traz à luz este trabalho, ou ainda de alterações no conhecimento médico, nem os autores, nem os editores, nem a casa editorial, nem qualquer outra parte que se tenha envolvido na elaboração deste material garantem que as informações aqui contidas sejam totalmente precisas ou completas; tampouco se responsabilizam por quaisquer erros ou omissões ou pelos resultados obtidos em consequência do uso de tais informações. É aconselhável que os leitores confirmem em outras fontes as informações aqui contidas. Sugere-se, por exemplo, que verifiquem a bula de cada medicamento que pretendam administrar, a fim de certificar-se de que as informações contidas nesta publicação são precisas e de que não houve mudanças na dose recomendada ou nas contraindicações. Esta recomendação é especialmente importante no caso de medicamentos novos ou pouco utilizados. Alguns dos nomes de produtos, patentes e design a que nos referimos neste livro são, na verdade, marcas registradas ou nomes protegidos pela legislação referente à propriedade intelectual, ainda que nem sempre o texto faça menção específica a esse fato. Portanto, a ocorrência de um nome sem a designação de sua propriedade não deve ser interpretada como uma indicação, por parte da editora, de que ele se encontra em domínio público.
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“Desbravo o mundo dos vírus guiada pela luz que me conduz nesse labirinto que transcende o infinito na descoberta de novos microrganismos, fruto da curiosidade que move as pesquisas.”
Rachel Siqueira de Queiroz Simões
AGRADECIMENTOS
Aos colegas de trabalho e amigos de profissão, por suas palavras motivacionais que tanto me impulsionaram para a conclusão deste legado acadêmico.
Sinceramente, agradeço à excelência dos colaboradores por tamanha dedicação e empenho para a publicação desta valiosa obra.
Agradeço, em particular, à Dra. Ortrud Monika Barth, por todo seu apoio e presteza em colaborar com suas ideias inovadoras e originais ao longo de todo o percurso.
A Eduardo Pereira e Maria Lindalva, pelos anos iniciados na dedicação a esta obra.
Aos mestres que me orientaram e me inspiraram na busca do saber nessa jornada científica, os meus sinceros agradecimentos.
De modo singular, agradeço aos meus familiares, em especial a meus filhos Arthur e Maria Vitória, origem de toda minha perseverança. A meus pais, Maria Izabel e Silman Simões, por me educarem no berço do amor e da sabedoria, e a meus irmãos, Felipe e Juliana, fontes de muitas alegrias e companheirismo.
Gostaria de expressar meus sinceros agradecimentos à equipe da editora Thieme Revinter, que abraçou este projeto com grande competência e compromisso.
A todos vocês dedico esta obra e agradeço por mais esta nova conquista.
Rachel Siqueira de Queiroz Simões Organizadora do livro
PREFÁCIO
Quem gosta da Virologia? Os virologistas!
Indagam: Onde está o vírus? O que é o vírus? Por que incomoda, mata e também salva seres vivos, incluindo nós mesmos? O presente livro responde a muitas destas perguntas. As que não são respondidas transcendem os objetivos da presente obra ou serão o futuro dos virologistas.
Ao final do século XIX, atestou-se que havia agentes causadores de patogenias que conseguiam passar por filtros que retinham as bactérias. A primeira prova foi a transmissão experimental do vírus causador do mosaico do tabaco de uma planta para outra. No reino animal, desde cedo a preocupação foi com a doença da febre aftosa, também causada por um agente filtrável, que era responsável por tantas perdas nos rebanhos. Os primeiros relatos de isolamento de vírus em humanos datam de 1901, de pacientes com febre amarela.
Várias perguntas tornaram-se cruciais. Onde está escondido o vírus causador das enfermidades? Quem é ele? Como inibir seu efeito? E afinal, como proteger seu hospedeiro?
Poucas descobertas médicas tiveram tanto impacto na história humana como o desenvolvimento das vacinas, gerando minuciosos conhecimentos de imunologia viral. Além das vacinas, procurou-se por fármacos antivirais que consistiam na capacidade de impedir, primordialmente, a infecção de uma célula hospedeira ou inibir eventos envolvidos na replicação viral, de forma que seja vírus-específico. Deve-se, portanto, conhecer o máximo possível sobre o vírus-alvo para o desenvolvimento de uma terapia antiviral.
A partir da década de 1990, o sequenciamento do genoma viral, isto é, o reconhecimento e a localização dos aminoácidos característicos de cada cepa viral levaram à criação de bancos de dados pelos quais é possível obter a identidade viral de outros isolados.
Estudos sobre o tropismo dos vírus à procura de células-alvo a sofrerem a infecção e, portanto, permitirem que ocorra a replicação, propagação e sobrevida dos mesmos, levou a estudos sobre a imunologia viral, ou seja, do estado fisiológico do próprio hospedeiro. Os interferons são um dos mediadores efetores desta resposta antiviral.
O papilomavírus humano, o vírus das verrugas, foi o primeiro vírus tumoral a ser transmitido experimentalmente de um hospedeiro para outro já em 1894. Estudos epidemiológicos da biologia do câncer e da virologia molecular
demonstraram a grande diversidade desta família viral nas infecções em humanos e em animais.
Os poliomavírus também são amplamente distribuídos na natureza e têm sido isolados de diversas espécies de mamíferos e aves, causando severas doenças, muitas vezes agudas, em jovens e adultos.
Causadores, na maioria das vezes, das gastroenterites agudas, os vírus entéricos são agentes infecciosos do trato digestório de animais e humanos. Compreendem uma série de vírus, hoje bem conhecidos, como os adenovírus, astrovírus, norovírus e rotavírus. Fatores imunológicos, ambientais e nutricionais interferem diretamente na gravidade da doença. Muitos destes vírus entéricos foram primariamente reconhecidos no século passado por meio de observações em microscopia eletrônica, isto é, por meio de grandes aumentos (acima de 20.000 vezes).
Muitos vírus necessitam de um hospedeiro intermediário, é o caso de vários hantavírus que fazem uso de artrópodes, como os carrapatos, para infectarem outros animais. Os vírus da febre amarela, da Zika, da Chikungunya e da dengue usam, principalmente, espécies de mosquitos do gênero Aedes. Já os vírus causadores da artrite-encefalite-caprina, das hepatites animais e humanas, o vírus da raiva e os poxvírus não necessitam de hospedeiro intermediário, a transmissão é direta de um indivíduo, animal ou homem para outro.
Mais recentemente, viroses emergentes e reemergentes têm assolado populações inteiras. Apesar da extinsão da varíola, poxvírus continuam na natureza, constituindo-se hoje uma ameaça aos rebanhos. Doenças respiratórias, como os vírus da influenza, são sujeitas a mutações e recombinações também entre homens e animais, normalmente de agressividade reduzida, mas também pode aumentar, como ocorrido há poucos anos no caso da SARS e do vírus Ebola. A reintrodução de certas viroses consideradas erradicadas em alguns países, como atualmente o vírus do sarampo voltando ao Brasil, oferece perigo a populações com suspensão de vacinação preventiva. Nosso ambiente vital está repleto dos mais variados tipos de vírus. A interação destes vírus com os seres vivos constitui-se no estudo da virologia ambiental. É aplicada a pesquisa de vírus no solo, no ar e na água, nos quais o número de patógenos é muito elevado.
Lidando com vírus muitas vezes altamente agressivos e infectantes, a exigência de normas de biossegurança a serem aplicadas a todas as modalidades em virologia vem conduzindo uma ampla responsabilidade social, ética e moral sobre o risco que novos processos podem implicar em seres vivos e no meio ambiente. O conceito de biossegurança tem sido cada vez mais difundido, valorizando os riscos e os métodos de prevenção.
A presente obra foi coordenada pela Dra. Rachel Siqueira de Queiroz Simões e os autores colaboradores foram selecionados por seu notório conhecimento e experiência em cada assunto explorado. Assim, este livro é oferecido a todos que
desejam obter e ampliar seus conhecimentos sobre os vírus e respectivas viroses de importância na medicina humana e na medicina veterinária, visando reconhecê-los e combatê-los para maior proteção e bem-estar do indivíduo e a coletividade no âmbito da saúde pública.
Dra. Ortrud Monika Barth Pós-Doutora em Ultraestrutura Celular nas Universidades de Heidelberg e Freiburg da Alemanha Pesquisadora-Titular e Chefe de Laboratório do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
COLABORADORES
ANA CAROLINA JONARD ZALONA
Doutora e Mestre em Doenças Infecciosas e Parasitárias pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade do Grande Rio (Unigranrio)
BARBARA CRISTINA EUZEBIO PEREIRA DIAS DE OLIVEIRA
Pós-Doutora pelo Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Doutora e Mestre em Ciências, Área de Concentração em Virologia, pelo Instituto de Microbiologia Paulo de Góes da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Graduada em Microbiologia e Imunologia pela UFRJ
Tecnologista em Saúde Pública do IOC – Fiocruz, Atuando como Curadora Adjunta do Museu da Patologia do IOC –Fiocruz, RJ
Professora do Instituto de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio de Janeiro (IFRJ), onde Ministra a Disciplina de Microbiologia Geral e Médica
CAMILA FREZE BAEZ
Doutora em Doenças Infecciosas e Parasitárias pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
CARLOS EURICO PIRES FERREIRA TRAVASSOS
Graduado em Medicina Veterinária pela Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE)
Mestre em Microbiologia Veterinária pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
Doutor em Ciências (Microbiologia) pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Professor-Associado I da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF)
CAROLINA GONÇALVES OLIVEIRA LUCAS
Graduada em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Mestre em Microbiologia e Doutora em Imunologia e Inflamação pela UFRJ, com período na Swiss Federal Institute of Technology em Zurique, Suíça
Professora Substituta no Departamento de Virologia do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes da UFRJ
Pós-Doutora em Imunologia na Universidade de Yale, EUA
CAROLINE CORDEIRO SOARES
Doutora em Ciências (Microbiologia) pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Pesquisadora em Saúde Pública do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
CLEBER DOUGLAS LUCINIO RAMOS (IN MEMORIAM)
Professor Adjunto da Universidade Federal de Jataí (UFJ), Curso de Biomedicina, Laboratório de Farmacologia e Toxicologia
Biomédico e Farmacologista
DANIELA ISABEL BRAYER PEREIRA
Doutora em Medicina Veterinária e Ciências Veterinárias pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
Mestre em Medicina Veterinária pela Universidade Federal de Pelotas (UFPel)
Graduada em Medicina Veterinária pela UFPel
EDUARDO DE MELLO VOLOTÃO
Mestre e Doutor em Ciências (Microbiologia) pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Pesquisador em Saúde Pública do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Bacharel em Microbiologia e Imunologia pela UFRJ
FLÁVIO GUIMARÃES DA FONSECA
Graduado em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
Mestre em Ciências Biológicas (Microbiologia) e Doutor em Ciências Biológicas (Microbiologia, Ênfase em Virologia) pela UFMG
Pós-Doutor pelo National Institutes of Health (NIH), em Bethesda, MD, EUA e pelo Centro de Pesquisas René Rachou (CPqRR) – Belo Horizonte, MG
Professor-Associado junto ao Departamento de Microbiologia do Instituto de Ciências Biológicas da UFMG
Coordenador do Curso de Pós-Graduação em Microbiologia da UFMG
Membro Diretor da Sociedade Brasileira de Virologia (SBV)
FRANCISCO CAMPELLO DO AMARAL MELLO
Pesquisador em Saúde Pública do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Graduado em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Doutor em Biologia Celular e Molecular pelo IOC – Fiocruz, RJ
JOELER VARGAS DANTAS JUNIOR
Doutor em Ciências, Área de Concentração de Qualidade de Produtos em Saúde, Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS) do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Mestre em Microbiologia Veterinária pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
Biólogo pelo Instituto de Atenção à Saúde São Francisco de Assis (HESFA) da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
LEDA MARIA SILVA KIMURA
Doutora em Vigilância Sanitária pelo Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde (INCQS) do Instituto Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Mestre em Microbiologia Veterinária pela Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ)
Médica-Veterinária pela Universidade Federal Fluminense (UFF)
Pesquisadora Científica do Centro Estadual de Pesquisa em Sanidade Animal Geraldo Manhães Carneiro, da Empresa de Pesquisa Agropecuária do Estado do Rio de Janeiro (PESAGRO-RIO)
LEONARDO DINIZ-MENDES
Doutor em Biologia Celular e Molecular pela Fundação Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Mestre em Bioquímica pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Biólogo, Bacharel e Licenciado pela Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
Experiência na Área de Microbiologia, com Ênfase em Biologia Molecular Biotecnologista no Instituto de Tecnologia em Imunobiológicos (Biomanguinhos) – Fiocruz, RJ
LIDIANE GABAN
Professora do Ana Nery Ibitinga Instituto Técnico, SP Assessora de Projetos Científicos no Laboratório de Farmacologia e Toxicologia na Universidade Federal de Jataí (UFJ)
Bióloga e Patologista
LUCIANA BARROS DE ARRUDA
Graduada em Microbiologia e Imunologia pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Mestre em Ciências Biológicas (Biofísica) pela UFRJ
Doutora em Ciências Biológicas (Biofísica) pela UFRJ, com Período de Estágio na Johns Hopkins University School of Medicine, em Baltimore, EUA
Professora-Associada ao Departamento de Virologia do Instituto de Microbiologia Paulo de Góes da UFRJ
Credenciada pelos Programas de Pós-Graduação em Microbiologia e de Imunologia e Inflamação
Membro Diretor da Sociedade Brasileira de Virologia (SBV)
LUÍS ANTÔNIO SANGIONI
Doutor em Epidemiologia Experimental Aplicada às Zoonoses, Área de Concentração em Doenças Parasitárias, pela Universidade de São Paulo (USP)
Mestre em Ciência Animal, Área de Concentração em Doenças Parasitárias, pela Universidade Estadual de Londrina (UEL)
Residência em Clínica e Cirurgia de Equinos pelo Jockey Club de São Paulo (JCSP)
Graduada em Medicina Veterinária pela UEL
MARCOS LÁZARO MORELI
Professor-Associado da Universidade Federal de Jataí (UFJ), pela Unidade Acadêmica Especial de Saúde no Programa de Pós-Graduação em Ciências Aplicadas à Saúde, Curso de Biomedicina
Coordenador do Laboratório de Virologia
MARIELA MARTÍNEZ GÓMEZ
Pós-Doutoranda pelo Instituto Oswaldo Cruz (IOC) –Fiocruz, RJ
Mestre e Doutora em Ciências pelo Programa de PósGraduação em Biologia Celular e Molecular do IOC –Fiocruz, RJ
Graduada em Biologia-Genética pela Universidad de la Republica (UDELAR) – Uruguai
MONIQUE BRANCO VIEIRA
Bacharelado e Licenciatura em Ciências Biológicas pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Mestre em Biologia Celular e Molecular pela Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), RJ
Gestora Ambiental pelo Curso de Pós-Graduação Lato Sensu Especialização em Gestão Ambiental pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia (IFRJ)
Doutoranda do Programa de Planejamento Energético e Ambiental da COPPE/UFRJ
ORTRUD MONIKA BARTH
Doutora em História Natural pela Universidade do Brasil
Pós-Doutora em Ultraestrutura Celular nas Universidades de Heidelberg e Freiburg da Alemanha
Pesquisadora-Titular e Chefe de Laboratório do Instituto
Oswaldo Cruz (IOC) – Fiocruz, RJ
Professora-Adjunta e Colaboradora dos Departamentos de Botânica e Geologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Responsável pelo Laboratório de Palinologia da UFRJ
Pesquisadora do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
RAFAEL BRANDÃO VARELLA
Doutor em Doenças Infecciosas e Parasitárias pela Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Pós-Doutor pela Università degli Studi di Milano (UNIMI), Itália
Professor-Associado de Virologia da Universidade Federal Fluminense (UFF)
RENATO SANTANA DE AGUIAR
Professor Adjunto do Departamento de Genética da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
Graduação em Ciências Biológicas pela Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)
Mestre em Bioquímica e Imunologia pela UFMG
Doutor em Ciências Biológicas (Genética) pela UFRJ e Pós-Doutor em Microbiologia e Imunologia pela University of California, San Francisco (UCSF)
SÔNIA DE AVILA BOTTON
Pós-Doutora em Biologia Molecular pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)
Doutora em Medicina-Veterinária, Área de Concentração em Medicina-Veterinária Preventiva pela UFSM
Mestre em Medicina-Veterinária Preventiva pela UFSM
Graduada em Medicina-Veterinária na UFSM
Professora-Associada do Departamento de Medicina
Veterinária Preventiva da UFSM
Professora dos Programas de Pós-Graduação em Medicina Veterinária (PPGMV) e de Ciências Farmacêuticas (PPGCF) da UFSM
SUMÁRIO
1 PRINCÍPIOS DE VIROLOGIA
Renato Santana de Aguiar
▪ Histórico do descobrimento dos Vírus
▪ Primeiros relatos de Vírus Humanos
▪ Propriedades Gerais dos Vírus
▪ desenvolvimento de culturas de células animais
▪ evidências de crescimento Viral em culturas
▪ ovos embrionários
▪ catalogação de Vírus animais
▪ sistema de baltimore para classificação dos Vírus
