Vírus do Nilo Ocidental -West Nile virus

Vírus do Nilo Ocidental
Imagem de vírus do Nilo Ocidental.jpg
Uma micrografia do vírus do Nilo Ocidental, aparecendo em amarelo
Classificação de vírus e
(não classificado): Vírus
Reino : Riboviria
Reino: Orthornavirae
Filo: Kitrinoviricota
Classe: Flasuviricetes
Pedido: Amarillovirales
Família: Flaviviridae
Gênero: Flavivirus
Espécies:
Vírus do Nilo Ocidental
Representação em fita da protease NS2B / NS3 do vírus do Nilo Ocidental

O vírus do Nilo Ocidental ( WNV ) é um vírus de RNA de fita simples que causa a febre do Nilo Ocidental . É membro da família Flaviviridae , do gênero Flavivirus , que também contém os vírus Zika , dengue e febre amarela . O vírus é transmitido principalmente por mosquitos , principalmente espécies de Culex . Os principais hospedeiros do WNV são os pássaros, de modo que o vírus permanece dentro de um ciclo de transmissão "pássaro-mosquito-pássaro" . O vírus está geneticamente relacionado à família de vírus da encefalite japonesa .

Humanos e cavalos exibem sintomas de doenças causadas pelo vírus, e os sintomas raramente ocorrem em outros animais. A identificação da doença humana foi feita pela primeira vez em 1937 em Uganda e na segunda metade do século 20 se espalhou para muitas outras partes do mundo.

Estrutura

Como a maioria dos outros flavivírus, o WNV é um vírus envelopado com simetria icosaédrica . Estudos de microscópio eletrônico revelam um vírion de 45–50 nm coberto por uma camada de proteína relativamente lisa ; essa estrutura é semelhante ao vírus da dengue , outro flavivírus . O invólucro da proteína é feito de duas proteínas estruturais: a glicoproteína E e a pequena proteína da membrana M. A proteína E tem inúmeras funções, incluindo ligação ao receptor , ligação viral e entrada na célula através da fusão da membrana .

A camada externa da proteína é coberta por uma membrana lipídica derivada do hospedeiro , o envelope viral . Foi descoberto que a membrana lipídica do flavivírus contém colesterol e fosfatidilserina , mas outros elementos da membrana ainda não foram identificados. A membrana lipídica tem muitos papéis na infecção viral , incluindo atuar como moléculas de sinalização e aumentar a entrada na célula. O colesterol, em particular, desempenha um papel fundamental na entrada do WNV em uma célula hospedeira . As duas proteínas do envelope viral, E e M, são inseridas na membrana.

O genoma do RNA é ligado às proteínas do capsídeo (C), que têm 105 resíduos de aminoácidos de comprimento, para formar o nucleocapsídeo . As proteínas do capsídeo são uma das primeiras proteínas criadas em uma célula infectada; a proteína do capsídeo é uma proteína estrutural cujo objetivo principal é empacotar o RNA nos vírus em desenvolvimento. O capsídeo foi encontrado para prevenir a apoptose , afetando a via Akt.

Genoma

O genoma do vírus do Nilo Ocidental. Modificado após Guzman et al. 2010.

O WNV é um vírus de RNA de fita simples de sentido positivo . Seu genoma tem aproximadamente 11.000 nucleotídeos de comprimento e é flanqueado por estruturas de alça de haste não codificantes 5 ′ e 3 ′ . A região codificadora do genoma codifica três proteínas estruturais e sete proteínas não estruturais (NS) , proteínas que não são incorporadas à estrutura de novos vírus. O genoma do WNV é primeiro traduzido em uma poliproteína e mais tarde clivado por vírus e proteases do hospedeiro em proteínas separadas (isto é, NS1, C, E).

Proteínas estruturais

As proteínas estruturais (C, prM / M, E) são proteínas do capsídeo, proteínas precursoras de membrana e proteínas do envelope, respectivamente. As proteínas estruturais estão localizadas na extremidade 5 'do genoma e são clivadas em proteínas maduras pelas proteases do hospedeiro e virais.

Proteína Estrutural Função
C Proteína da cápside; envolve o genoma do RNA, empacota o RNA em vírions imaturos.
prM / M Os vírus com proteína M são infecciosos: a presença da proteína M permite a ativação de proteínas envolvidas na entrada viral na célula. A proteína prM (membrana precursora) está presente em vírions imaturos, por mais clivagem pela furina em proteína M, os vírions se tornam infecciosos.
E Glicoproteína que forma o envelope viral, liga-se a receptores na superfície da célula hospedeira para entrar na célula.

Proteínas não estruturais

As proteínas não estruturais consistem em NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B e NS5. Essas proteínas auxiliam principalmente na replicação viral ou atuam como proteases. As proteínas não estruturais estão localizadas perto da extremidade 3 'do genoma.

Proteína Não Estrutural Função
NS1 NS1 é um cofator para a replicação viral, especificamente para a regulação do complexo de replicação.
NS2A A NS2A tem uma variedade de funções: está envolvida na replicação viral, na montagem do vírion e na indução da morte da célula hospedeira.
NS2B Um cofator para NS3 e juntos formam o complexo de protease NS2B-NS3. Contém domínios transmembrana que ligam a protease às membranas intracelulares.
NS3 A serina-protease que é responsável pela clivagem da poliprotea para produzir proteínas maduras; também atua como uma helicase .
NS4A NS4A é um cofator para replicação viral, regula especificamente a atividade da helicase NS3.
NS4B Inibe a sinalização de interferon .
NS5 A maior e mais conservada proteína do WNV, a NS5 atua como metiltransferase e RNA polimerase , embora não tenha propriedades de revisão.

Vida útil

Uma vez que o WNV entrou com sucesso na corrente sanguínea de um animal hospedeiro, a proteína do envelope, E, se liga a fatores de ligação chamados glicosaminoglicanos na célula hospedeira. Esses fatores de ligação auxiliam na entrada na célula, no entanto, a ligação aos receptores primários também é necessária. Os receptores primários incluem DC-SIGN , DC-SIGN-R e a integrina α v β 3 . Ao se ligar a esses receptores primários, o WNV entra na célula por meio de endocitose mediada por clatrina . Como resultado da endocitose, o WNV entra na célula dentro de um endossomo .

A acidez do endossomo catalisa a fusão das membranas endossômica e viral, permitindo que o genoma seja liberado no citoplasma. A tradução do RNA de fita simples de sentido positivo ocorre no retículo endoplasmático ; o RNA é traduzido em uma poliproteína que é então clivada pelas proteases do hospedeiro e virais NS2B-NS3 para produzir proteínas maduras.

A fim de replicar seu genoma, a NS5, uma RNA polimerase , forma um complexo de replicação com outras proteínas não estruturais para produzir um RNA de fita simples de sentido negativo intermediário ; a fita de sentido negativo serve como molde para a síntese do RNA de sentido positivo final. Uma vez que o RNA de sentido positivo foi sintetizado, a proteína do capsídeo, C, envolve as fitas de RNA em vírions imaturos. O resto do vírus é montado ao longo do retículo endoplasmático e através do aparelho de Golgi , resultando em vírions imaturos não infecciosos. A proteína E é então glicosilada e prM é clivada pela furina , uma protease da célula hospedeira, na proteína M, produzindo assim um virião infeccioso maduro. Os vírus maduros são então secretados para fora da célula.

Filogenia

Árvore filogenética dos vírus do Nilo Ocidental com base no sequenciamento do gene do envelope durante o sequenciamento completo do genoma do vírus

O WNV é um dos sorocomplexos antigênicos da encefalite japonesa , junto com o vírus da encefalite japonesa, o vírus da encefalite Murray Valley , o vírus da encefalite Saint Louis e alguns outros flavírus. Estudos de linhagens filogenéticas determinaram que o WNV surgiu como um vírus distinto há cerca de 1000 anos. Este vírus inicial desenvolveu-se em duas linhagens distintas. A linhagem 1 e seus múltiplos perfis são a fonte da transmissão epidêmica na África e em todo o mundo. A linhagem 2 foi considerada uma zoonose africana . No entanto, em 2008, a linhagem 2, anteriormente vista apenas em cavalos na África Subsaariana e Madagascar, começou a aparecer em cavalos na Europa, onde o primeiro surto conhecido afetou 18 animais na Hungria. O vírus Lineage 1 do Nilo Ocidental foi detectado na África do Sul em 2010 em uma égua e seu feto abortado ; anteriormente, apenas a linhagem 2 do vírus do Nilo Ocidental havia sido detectado em cavalos e humanos na África do Sul. O vírus Kunjin é um subtipo do vírus do Nilo Ocidental endêmico da Oceania . Um caso fatal de 2007 em uma baleia assassina no Texas ampliou a gama de hospedeiros conhecidos do vírus do Nilo Ocidental para incluir cetáceos .

Desde os primeiros casos na América do Norte em 1999, o vírus foi relatado nos Estados Unidos, Canadá, México, Caribe e América Central. Já houve casos humanos e casos equinos, e muitas aves estão infectadas. O macaco Barbary , Macaca sylvanus , foi o primeiro primata não humano a contrair o WNV. Tanto a cepa americana quanto a israelense são marcadas por altas taxas de mortalidade em populações de aves infectadas; a presença de pássaros mortos - especialmente Corvidae - pode ser um indicador precoce da chegada do vírus.

Alcance e transmissão do host

Os hospedeiros naturais do WNV são pássaros e mosquitos. Foi demonstrado que mais de 300 espécies diferentes de pássaros estão infectadas com o vírus. Algumas aves, incluindo o corvo americano ( Corvus brachyrhynchos ), o gaio azul ( Cyanocitta cristata ) e a tetraz ( Centrocercus urophasianus ), são mortas pela infecção, mas outras sobrevivem. O robin americano ( migratorius do Turdus ) e pardal ( Passer domesticus ) são pensados para estar entre a maioria das espécies de reservatórios importantes N. americano e cidades europeias. Thrashers marrons ( Toxostoma rufum ), catbirds cinza ( Dumetella carolinensis ), cardeais do norte ( Cardinalis cardinalis ), mockingbirds do norte ( Mimus polyglottos ), tordos de madeira ( Hylocichla mustelina ) e a família da pomba estão entre os outros pássaros norte-americanos comuns em que alto níveis de anticorpos contra o WNV foram encontrados.

O WNV foi demonstrado em um grande número de espécies de mosquitos, mas as mais significativas para a transmissão viral são espécies de Culex que se alimentam de pássaros, incluindo Culex pipiens , C. restuans , C. salinarius , C. quinquefasciatus , C. nigripalpus , C. erraticus e C. tarsalis . A infecção experimental também foi demonstrada com vetores de carrapatos moles , mas é improvável que seja importante na transmissão natural.

O WNV tem uma ampla gama de hospedeiros e também é conhecido por ser capaz de infectar pelo menos 30 espécies de mamíferos , incluindo humanos, alguns primatas não humanos, cavalos, cães e gatos. Alguns humanos e cavalos infectados apresentam doenças, mas cães e gatos raramente apresentam sintomas. Répteis e anfíbios também podem ser infectados, incluindo algumas espécies de crocodilos, crocodilos, cobras, lagartos e sapos. Os mamíferos são considerados hospedeiros incidentais ou sem saída para o vírus: eles geralmente não desenvolvem um nível alto o suficiente de vírus no sangue ( viremia ) para infectar outro mosquito que se alimenta deles e continuar o ciclo de transmissão; alguns pássaros também são hospedeiros sem saída.

No ciclo normal de transmissão rural ou enzoótica , o vírus alterna entre o reservatório do pássaro e o mosquito vetor. Também pode ser transmitido entre aves por contato direto, comendo uma carcaça de ave infectada ou bebendo água infectada. A transmissão vertical entre a fêmea e a prole é possível nos mosquitos e pode ser potencialmente importante no inverno. No ciclo urbano ou de propagação, os mosquitos infectados que se alimentaram de aves infectadas transmitem o vírus aos humanos. Isso requer espécies de mosquitos que piquem pássaros e humanos, que são chamados de vetores-ponte. O vírus também raramente pode ser transmitido por meio de transfusões de sangue, transplantes de órgãos ou da mãe para o bebê durante a gravidez, parto ou amamentação. Ao contrário dos pássaros, não se espalha diretamente entre as pessoas.

Doença

Humanos

Vírus do Nilo Ocidental

A febre do Nilo Ocidental é uma infecção pelo vírus do Nilo Ocidental, que normalmente é transmitido por mosquitos . Em cerca de 80% das infecções, as pessoas apresentam poucos ou nenhum sintoma . Cerca de 20% das pessoas apresentam febre , dor de cabeça, vômito ou erupção na pele. Em menos de 1% das pessoas, ocorre encefalite ou meningite , com rigidez do pescoço associada, confusão ou convulsões. A recuperação pode levar de semanas a meses. O risco de morte entre aqueles nos quais o sistema nervoso é afetado é de cerca de 10%.

O vírus do Nilo Ocidental (WNV) é geralmente transmitido por mosquitos que são infectados quando se alimentam de aves infectadas, que frequentemente transmitem a doença . Raramente o vírus é transmitido por meio de transfusões de sangue, transplantes de órgãos ou da mãe para o bebê durante a gravidez, parto ou amamentação, mas de outra forma não se espalha diretamente entre as pessoas. Os riscos de doenças graves incluem ter mais de 60 anos e outros problemas de saúde. O diagnóstico geralmente é baseado em sintomas e exames de sangue.

Não existe vacina humana . A melhor maneira de reduzir o risco de infecção é evitar picadas de mosquito. As populações de mosquitos podem ser reduzidas eliminando poças de água estagnadas, como pneus velhos, baldes, calhas e piscinas. Quando os mosquitos não podem ser evitados, repelente de mosquitos , telas nas janelas e redes mosquiteiras reduzem a probabilidade de serem picados. Não há tratamento específico para a doença; medicamentos para a dor podem reduzir os sintomas.

O vírus foi descoberto em Uganda em 1937 e foi detectado pela primeira vez na América do Norte em 1999. O WNV ocorreu na Europa, África, Ásia, Austrália e América do Norte. Nos Estados Unidos, milhares de casos são relatados por ano, com a maioria ocorrendo em agosto e setembro. Pode ocorrer em surtos de doenças. A doença grave também pode ocorrer em cavalos, para os quais há vacina disponível. Um sistema de vigilância em aves é útil para a detecção precoce de um potencial surto humano.

Cavalos

A doença grave também pode ocorrer em cavalos. Várias vacinas para esses animais já estão disponíveis. Antes da disponibilidade das vacinas veterinárias, cerca de 40% dos cavalos infectados na América do Norte morriam.

Epidemiologia

De acordo com o Center for Disease Control, a infecção pelo vírus do Nilo Ocidental é sazonal nas zonas temperadas. Os climas temperados, como os dos Estados Unidos e da Europa, têm alta temporada de julho a outubro. As mudanças na alta temporada dependendo da região geográfica e climas mais quentes e úmidos podem ter períodos de pico mais longos. Todas as idades têm a mesma probabilidade de estar infectadas, mas há uma quantidade maior de mortes e do vírus neuroinvasivo do Nilo Ocidental em pessoas de 60 a 89 anos. Pessoas mais velhas têm maior probabilidade de apresentar efeitos adversos.

Existem vários modos de transmissão, mas a causa mais comum de infecção em humanos é a picada de um mosquito infectado. Outros modos de transmissão incluem transfusão de sangue, transplante de órgãos, amamentação, transmissão transplacentária e aquisição laboratorial. Esses modos alternativos de transmissão são extremamente raros.

Prevenção

Os esforços de prevenção contra o WNV concentram-se principalmente na prevenção do contato humano e da picada de mosquitos infectados. Isso é duplo, primeiro por ações de proteção pessoal e, segundo, por ações de controle de mosquitos. Quando uma pessoa está em uma área que tem WNV, é importante evitar atividades ao ar livre e, se for para fora, deve usar um repelente de mosquitos com DEET. Uma pessoa também pode usar roupas que cubram mais a pele, como calças e mangas compridas. O controle do mosquito pode ser feito no nível da comunidade e inclui programas de vigilância e programas de controle, incluindo pesticidas e redução dos habitats dos mosquitos. Isso inclui a drenagem de água estagnada. Os sistemas de vigilância em pássaros são particularmente úteis. Se pássaros mortos forem encontrados em uma vizinhança, o evento deve ser relatado às autoridades locais. Isso pode ajudar os departamentos de saúde a fazer a vigilância e determinar se as aves estão infectadas com o vírus do Nilo Ocidental.

Apesar da disponibilidade comercial de quatro vacinas veterinárias para cavalos, nenhuma vacina humana progrediu além dos ensaios clínicos de fase II . Esforços têm sido feitos para produzir uma vacina para uso humano e vários candidatos foram produzidos, mas nenhum está licenciado para uso. O melhor método para reduzir o risco de infecções é evitar picadas de mosquito. Isso pode ser feito eliminando poças de água, como pneus velhos, baldes, calhas e piscinas. Repelente de mosquitos , telas nas janelas , redes mosquiteiras e evitar áreas onde os mosquitos ocorrem também podem ser úteis.

Das Alterações Climáticas

Distribuição global do vírus do Nilo Ocidental a partir do CDC

Como outras doenças tropicais que devem ter aumentado a propagação devido às mudanças climáticas, existe a preocupação de que as mudanças nas condições climáticas aumentem a propagação do vírus do Nilo Ocidental. A mudança climática afetará as taxas de doenças, intervalos, sazonalidade e afetará a distribuição do vírus do Nilo Ocidental.

As mudanças projetadas na frequência e severidade das inundações podem trazer novos desafios na gestão do risco de inundações , permitindo o aumento da população de mosquitos nas áreas urbanas. As condições meteorológicas afetadas pelas mudanças climáticas, incluindo temperatura, precipitação e vento, podem afetar as taxas de sobrevivência e reprodução dos mosquitos, habitats adequados, distribuição e abundância. As temperaturas ambientais impulsionam as taxas de replicação do mosquito e a transmissão do WNV, afetando a temporada de pico dos mosquitos e as variações geográficas. Por exemplo, o aumento da temperatura pode afetar a taxa de replicação do vírus, acelerar a taxa de evolução do vírus e a eficiência da transmissão viral. Além disso, as temperaturas mais altas no inverno e a primavera mais quente podem levar a populações maiores de mosquitos no verão, aumentando o risco de WNV. Da mesma forma, a chuva também pode impulsionar as taxas de replicação do mosquito e afetar a sazonalidade e as variações geográficas do vírus. Estudos mostram uma associação entre forte precipitação e maior incidência de WNV relatado. Da mesma forma, o vento é outro fator ambiental que funciona como mecanismo de dispersão dos mosquitos.

Os mosquitos têm tolerâncias ambientais extremamente amplas e uma distribuição geográfica quase onipresente, estando presentes em todas as grandes massas de terra, exceto na Antártica e na Islândia. No entanto, as mudanças no clima e no uso da terra em escalas de tempo ecológicas podem expandir ou fragmentar seus padrões de distribuição, levantando as conseqüentes preocupações com a saúde humana.

Veja também

Referências

links externos