Virológia

1. Virológia • Klasifikácia • Charkteristika • Replikácia • Vírusové ochorenia

2. Definícia a vlastnosti • Filtrovateľné • obligátne intracelulárne parazity • neschopné metabolizmu - získavať enerigiu a uskutočňovať proteosyntézu bez hostiteľskej bunky • nereplikujú sa delením ale spájaním jednotlivých súčastí • ich genóm tvorí RNA alebo DNA

3. Následky vlastností • Vírusy nie sú živé • musia byť infekčné, aby prežili • musia byť schopné využiť mechanizmy hostiteľskej bunky na vytvorenie vlastných súčastí (mRNA, proteiny, kópiu genómu) • musia byť schopné kódovať procesy, ktoré nenájdu v hostiteľskej bunke • súčasti musia byť schopné sa pospájať

4. Veľkosť vírusov

5. Klasifikácia a názvoslovie • Podľa štruktúry, veľkosti, morfológie: picornaviridae, • biochemických vlasností - RNA, DNA • ochorenia - VHA - vírus hepatitídy A • prenosu - arbovírusy - artropod-borne • hostiteľskej bunky - HPV, HIV, • tkanivového tropizmu - adeno, enterov….

6. Klasifikácia - primárna • Podľa nukleovej kyseliny a štruktúry virionu -DNA (ss, ds /lineárna, cirkulárna) - alebo RNA (+,-,ds -/+, obojaká +++--- -segmentovaný alebo nesegmentovaný genóm -symetria - icosahedrálna, helikálna, komplexná -obalené alebo neobalené -počet kapsomér • Viroidy, nekonvenčné vírusy

7. ŠtruktúraNK(genom)+protein+-enzýmy=nukleokapsida = neobalený vírus = nukleokapsida + obal = obalený vírus proteiny- subjednotky - protoméry - kapsoméry - prokapsida - kapsida proteiny x 4 - subjednotku x3 - protoméru x5 pentaméra(kapsoméra)

8. Kubická forma Helikoidálna forma

9. Podjednotky kapsidy-kapsoméry

10. Štruktura vírusov podľa obalu: • 1. neobalené : kompletný virion = nukleokapsida • Rezistentné voči éteru a tuk. rozp. • Nie sú inaktivované kys.pH žalúdka, • prenos infekce ľahký, vodou, priamy kontakt, fekálie • 2. obalené –okrem kapsidy majú ďalší obal, lipoproteinový • Lipidová dvojvrstva hostitelského pôvodu, ktorou sa kapsida obalí pri prestupe hostit. membránou –pučanie • Cez jadrovú membránu –Herpesviridae • Cez cisterny ER –Arenaviridae,Flaviviridae,Bunyaviridae, • Coronaviridae • Cez CM –Ortho a Paramyxoviridae

11. Šruktúra a vlastnosti neobalených vírusov • Protein • Vlastnosti: -stabilné voči teplote, kyselinám, proteázam, detergentom, vysušeniu, -bunku opúšťajú jej lýzou • Následky: ľahko sa šíria stolicou, špinavými rukami, prachom, malými kvapôčkami, po vysušení ostávajú infekčné, prežívajú nepiaznivé prostredia v čreve, sú odolné voči detergentom, vyvolávajú tvorbu protektívnych protilátok

12. Štruktúra a vlastnosti obalených vírusov • Membrána, lipidy, proteiny, glykoproteiny • Vlastnosti: -labilné voči vonkajším podmienkam -modifikujú bunkovú membránu počas replikácie -uvoľňujú sa z bunky pučením a lýzou hostiteľkej b. • Následky: vyžadujú vlhké prostredie, neprežijú v GITe,šíria sa veľkými kvapôčkami, krvnou cestou, sekrétmi, vyvolávajú bunkami sprostredkovanú imunitu, často spôsobujú hypersenzitivitu a poškodenie sposobené imunitou

13. Replikácia vírusov - stupne • 1. Rozpoznanie cieľovej bunky • 2. Prichytenie skorá fáza • 3. Penetrácia • 4. Vyzlečenie • 5. Syntéza -včasnej mRNA a neštrukturálnych proteinov -replikácia genómu -pozdná mRNA a štrukturálne proteiny • Pospájanie súčastí, • Pučenie obalených vírusov, uvoľnenie z bunky latencia eklipsia

14. Replikácia vírusov • Hostiteľská bunka - poskytuje substrát, energiu a vybavenie potrebné pre syntézu vírusových proteinov a replikáciu genomu. Boj o energiu a zdroje. Čo bunka neponúka, to si musí vírus vyprodukovať - musí byť zakódované v genome vírusu. • Replikačný cyklus vírusu: - skorá fáza infekcie - rozpoznanie, prichytenie, penetrácia, vpustenie do bb, vyzlečenie, uvoľnenie genomu do jadra - pozdná fáza - replikácia genómu, makromolekúl, spojenie a uvoľnenie - fáza eklipsie -obdobie od vyzlečenia genomu - strata infekčnostipo spojenie súčastí a objavenie sa nových virionov - latentné obdobie - obdobie eklipsie až po uvoľnenie virionov

15. Rozpoznanie a prichytenie • Interakcia vírusových povrchových proteinov VAP - virus attachment proteins - s receptormi hostiteľskej bunky - určenie hostiteľa, špecificita vírusu - tropizmus • VAP-obalených vírusov-glykoproteiny - gp120HIV -u neobalených vírusov - súčasť kapsidy • Vniknutie - penetrácia - interakcia VAP a receptorov vyvolá internalizáciu - neobalené - endocytóza, -obalené - endocytóza alebo fúzia

16. Vyzlečenie • Po internalizácii - genom sa musí dostať na miesto replikácie (DNA - okrem poxv. do jadra, RNA ostanú v cytoplazme) endozómy, lyzozómy, produkcia enzýmov.

17. Syntéza - skorá mRNA + neštrukturálne proteiny a enzýmy - replikácia genómu - neskorá mRNA + štrukturálne proteiny • Vírus musí vytvoriť mRNA, proteiny a vygenerovať identickú kópiu vlastného genómu • uvoľnený - vyzlečený genóm sa prepíše do mRNA, ktorá sa naviaže na ribozómy hostiteľskej bunky a preloží do proteinov, čím sa umožní replikácia • Transkripcia, translacia a replikácia

18. Uvoľnenie z bunky • po lýze bunky - neobalené vírusy • exocytózou, pučaním z plazmatickej membrány - obalené uvoľnené vírusy sú obvykle zodpovedné za započatie novej infekcie, niekedy dochádza k splynutiu buniek - mnohojadrové obrovské syncytiá alebo k vertikálnemu prenosu

20. Genetika vírusov • Mutácie - zmena vlastností dcérskej bunky v porovnaní s materskou b. alebo divokým typom • Mutácie základných génov - inaktivácia vírusu - letálne • Mutácie ostatných génov - zmena vlastností - delečné mutanty, atenuované, zmena hostiteľa, odolnosti voči teplote • Indukované chemicky alebo žiarením • Častejšie u RNA ako u DNA

21. Genetika vírusov 2 • Rekombinácie - interakcia vírusu a bunky - nové kmene - koinfekcia 2 podobnými vírusmi - hybrid - vírusy so segmentovaným genomom/ chrípkový vírus - koinfekcia bunky ľudským chrípkovým a zvieracím chrípkovým vírusom / reassortment /pandemický kmeň • Selekčný tlak na nové kmene alebo mutanty - schopnosť prežiť v hostiteľskej b.

22. Vírusové ochorenia • Preniknutím prirodzenými barierami, únikom pred imunitnou kontrolou a zabitím dôležitých buniek alebo vyvolaním deštrukčnej imunitnej alebo zápalovej odpovede • Imunitná odpoveď je najlepšou liečbou ale aj najväčším faktorom patogenézy vírusových ochorení • Tkanivový tropizmus - jednotlivé ochorenia môžu byť spôsobené viacerými vírusmi • Jeden vírus môže vyvolať rôzne ochorenia

23. Infekcia cieľového tkaniva • Vstup do organizmu cez prerušenia kože alebo slizničnú bariéru chránenú slzami, hlienom, riasinkovým epitelom, žal. kyselinou, IgA, • Inhalácia - pravdepodobne najčastejšia cesta • Replikácia v napadnutej bunke - zostáva lokalizovaná alebo sa šíri - krvným prúdom, MFS, lymfatickými cestami, neurónmi • Virémia primárna, sekundárna

24. Patogenéza vírusových ochorení Záleží na víruse aj bunke • Abortívna infekcie - nepermisívna bunka, vírusové mutanty neschopné sa deliť • Lytická - permisívna bunka, vírus schopný delenia - • Perzistentná - chronická, latentná, rekurentná, transformujúca - semipermisívna bunka - umožní len niektoré stupne replikácie *Replikácia vedie k cytolýze alebo alterácii bunky

25. Obranné mechanizmy • Nešpecifické obranné mechanizmy Interferón - alfa, beta, gama • Antigén špecifické humornálna imunita, T bunková imunita • Imunitná odpoveď primárna sekundárna • Mechanizmy úniku pred imunitou • Imunopatologické procesy - hypersenzitivita a zápal

26. Chemoterapia vírusových infekcií • Zaostáva za terapiou bakteriálnych infekcii • vírusy - i.c. parazity, používajú biosyntetické mechanizmy hostiteľskej bunky = toxicita • História 1) útok na bunky s rozsiahlou syntézou DNA a RNA 2) proti enzýmom kódujúcim vírus ( vírusové inhibítory) 3) blokovanie expresie genomu a imunitné zvládnutie infekcie (interferon, látky podporujúce jeho uvoľnenie - induktory interferónu) • Cieľové štruktúry - kroky replikačného cyklu

27. Chemoterapia - možnosti • Prichytenie - neutralizácia vírusu (pasívna imunizácia) - antagonisti receptorov hostiteľskej bunky (peptidové analógy, heparín, destransulfát) • Vniknutie a vyzlečenie - vstup do cytoplazmy - Amantadin, Ribavirin • Syntéza mRNA je základom replikácie - je problematické ju inhibovať bez zničenia bunkovej mRNA - namierené proti enzýmom - transkriptáza, polymeráza (Rifampicin - antibakteriálny prípravok účinkujúci proti polymeráze, Acyclovir, Gancyclovir,AdeninArabinosid, Zidovudin) - spôsobujúce chybu v reťazci inkorporáciou (Idoxuuridin) -inhibitor thymidin kinázy

28. Vírusy u ktorých sa používajú antivírusové lieky • Herpes simplex, Varicella zoster, Cytomegalovírus, HIV, Influenza A, Respiračný synciciálny vírus, Vírus hepatitídy A, B, C, Papilomavírus

29. Antivírusové lieky • HSV - Acyclovir (Zovirax), Adenin arabinosid (Vidarabine) Iododeoxyuridin - lokálne, Trifluorothymidin- lokálne • CMV - Gancyclovir, Fosfonoformat (Foscarnet) • HIV - Azidothymidin (Retrovir, Zidovudine), Dideoxyinosine DDI, Dideoxycytidine • Chripkový vírus A - Amantadine • VHC - Interferon alfa (Roferon A, Intron A) • Papilomavírus - Interferon alfa • RSV, Lassa vírus - Ribavirin (Virazol)

30. DNA virusy • POXVIRIDAE • Orthopoxvirus • Parapoxvirus • HERPESVIRIDAE • α-herpesvirinae -simplexvirus • β-herpesvirinae -cytomegalovirus • γ-herpesvirinae -lymphocryptovirus • ADENOVIRIDAE • PAPOVAVIRIDAE • HEPADNAVIRIDAE • PARVOVIRIDAE

32. VÍRUSY OBSAHUJÚCE DNA vírusový genóm obsahuje informácie, ktoré *zaistia replikáciu genómu *zabalenie genómu do virionu *zmenu štruktúry a funkcie hostiteľskej bunky DNA vírus musí *vytvoriť mRNA, na základe ktorej vzniknú proteíny prostredníctvom translačných mechanizmov v hostiteľskej bunke *sa replikovať jeho genóm *vstúpiť do jadra - hostiteľské enzýmy pre syntézu mRNA a replikáciu DNA sú intranukleárne Nukleárne DNA vírusy – Papova-, adeno-, herpesvírusy. Cytoplazmatické DNA vírusy – poxvírusy.

33. POXVÍRUS – Variola –pravé kiahne, molluscum contagiosum – kontaktné ochorenie, nodulárne bradavicovité. DNA vírus replikujúci sa v cytoplazme, ds DNA, veľký virion, Infekcia respiračného trakut – lymfatický systém – virémia (diseminácia do kože a orgánov). Kožné morfy, hlboké, rovnaké, - od hlavy postupne na končatiny – centrifugálne - jazvenie – diseminácia –ťažký priebeh Vakcínia - - vírus odvodený zo zvieracích poxvírusov – inokulácia scharifikáciou a vtlačením, živá OL – vezikula, pustula – časté komplikácie, aj fatálne, riziko pre imunokompromitovaných zo šírenia vakcinálneho kmeňa. Eradikácia varioly Ukončenie vakcinácie

34. Pravé kiahne Poxvirus

35. Herpes simplex vírus 1 Herpes simplex vírus 2 Infikujú viaceré ľudské bunky - lytická infekcia fibroblastov a epitelu-replikácia v mukoepiteliálnych b - latentná infekcia neurónov - perzistentná infekcia lymfocytov a maktofágov Infikovanie priamym kontaktom – tekutina vezikú, sliny, vaginálny sekrét - vezikulárna lézia al. asymptomaticky Šírenie do priľahlých buniek a inervujúcich neurónov – latnentá infekcia Reaktivácia v dermatome – na tom istom mieste – menej závažné Protilátky sú neutralizujúce - vírus ale uniká šírením od bunky ku bunke a v neuróne. Vyliečenie závisí od bunkami sprostredkovanej imunity. HVS 1 aj HSV 2 orálne aj genitálne lézie. Prenos HSV 1 – orálny kontakt, autoinokulácia, v mladšom veku HSV 2 – sexuálny kontakt, autoinokulácia, pri pôrode, sexuálna aktivita

36. KLINICKÉ SYNDRÓMY: boelstivé ale benígne, rekurentné, makula, papula, vezikula, pustula, ulcus, krusta. Orálny herpes, herpetická gingivostomatitída - rekurentné faryngitída, stomatitída, keratitída – monookulárna – jazvenie, poškodenie, slepota herpetické bradavice eczema herpeticum – deti s ekzémom, infekcia poškodenej kože, šírenie a generalizácia genitálny herpes – HSV 2 (MX) – primárne asymptomatická, alebo s teplotou , lymfadenitídou, virémiou. Rekurentný – menej ťažký HSV proktitída – homosexuálni muži meningitída – komplikácia genitálnej infekcie encefalitída – akútne febrilné ochorenie – deštrukcia temporálneho laloku, letálna v 50% infekcia novorodencov – fatálna, HSV 2, - absencia bunkami sprostredkovanej imunity. diseminácia

37. herpes

38. Varicella zoster vírus – ovčie kiahne a rekurentný pásový opar *latentá infekcia neurónov a rekurenté ochorenie v dermatóme *bunkami sprostredkovaná imunita *charakteristické lézie Prenos dýchacími cestami (kontakt s kožou pri kiahňach alebo zosteri) – replikácia v DC – virémia – RES – virémia – klinická manifestácia (koža, teplota, rash) – latentná infekcia neurónov a ganglií) – reaktivácia – zoster Protilátky – bránia virémii bunková imunita – ohraničuje progresiu a zabezpečí vyliečenie. Výrazná imunitná reakcia u dospelých – ťažší priebeh (pneumónia). Nedostatočná bunková imunita u novorodencov a imunokompromitovaných - diseminácia

39. Varicella-zoster

40. Epstein Barrovej vírus - Burkittov lymfóm, infekčná mononukleóza, heterofilné protilátky, mitogén pre B lymfocyty, nazafaryngeálny Ca Tkanivový tropizmus pre B lymfocyty a epiteliálne bb orofaryngu a nazofaryngu 3 typy infekcií: replikácia v epiteliálnych bb, latentná infekcia B lymfocytov za prítomnosti Tlymfocytov, stimulácia B lymfocytov Latentná infekcia – genom sa replikuje len pri delení bunky, EBNA Lytická infekcia - rozpad bunky, produkcia a uvoľnenie Ag – EA, VCA, Infekcia epiteliálnych bb orofaryngu – sliny – lymfatické tkanivo – B lymfocyty – krv. Infikované B lymfocyty – zmena funkcie, zvýšený rast, interakcia s ostatným imunitným systémom - proliferácia T lymfocyto –lymfocytóza, lymfadenopatia, hepatosplenomegália Neprítomnosť funkčných T lymfocytov – chronický infekcia – proliferácia B lymfocytov – lymf´om

41. Cytomegalovírus bežný ľudský patogén – vysoká premorenosť dospelých – asymptomaticky s krátkodobou imunosupresiou kongenitálne postihnutie, infekcie imunosuprimovaných Replikuje sa len v ľudských bb – infekciafibroblastov a makrofágov Latentná infekcia mononukleárov, stromálnych bb kostnej drene reaktivácia pri imunosupresii Izolácia z moču, krvi, thrdla, slín, sĺz,mlieka, stolice, spermiatu transplantovaných tkanív Prenos kongenitálne, orálne, sexuálne, krvnými derivátmi a trasplantátmi Protilátky len limitujú priebeh, bunková imunita je podstatná pre priebeh

42. RNA vírusy • Orthomyxoviridae • Reoviridae • Paramyxoviridae • Coronaviridae • Picornaviridae • Bunyaviridae • Caliciviridae • Togaviridae • Astroviridae • Flaviviridarenaviridae • Rhabdoviridae • Filoviridae • Retroviridae

44. Paramyxoviridae – v.osýpok, v.mumpsu, RSV, v. parainfluenae Orthomyxoviridae – v.chrípky A, B, C Coronaviridae – coronavírus, astrovírus Arenaviridae – v.lymfocytárnej choriomeningitídy (LCM) Rhabdoviridae – v.besnoty Filoviridae – v. hemorhagickej horúčky Marburg, Ebola Bunyaviridae – v.hemorhagickej horúčky Retroviridae – HIV I, II, HTLV I, II Reoviridae – rotavírus Picornaviridae – rhinovírus, poliovírus, ECHO, coxsackie, VHA Togaviridae – v. ružienky, Flaviviridae – v. žltej zimnice, v. dengue, v. St.Louis encefalitídy Calciviridae – Norwalk agens Arbovírusy – artropodborne a zoonózy – toga, flavi, bunya, reo, arena vírusy GIT – norwalk, calci, astro V.hepatitíd – v.žltej zimnice, VHA, VHB, VHC, delta antigén, VHE, Pomalé vírusové nákazy

45. Vlastnosti RNA vírusov * Labilné * Replikácia v cytoplazme * Bunka nevie replikovať RNA – vírus musí mať alebo kódovať RNA dependentnú RNA polymerázu - * Sú náchylné na mutácie * Retrovírusy - RNA dependentá DNA polymeráza – genóm sa nereplikuje, ale inkorporuje do hostiteľského chromatínu

46. ORTHOMYXOVIRIDAE – v. chrípky A, B, (C nie u ľudí), opúzdrený segmentovaný genóm – náchylný na mutácie a výmenu génových segmentov medzi ľudskými a zvieracími vírusmi: Antigénny drift –mutácia – epidémia – každé 2-3 roky Antigénny shift – prestavba – pandémia – každých 10 rokov ŠTRUKTÚRA :obal – 2 glykoproteíny hemaglutinín HA(trimér) – väzba na kyselinu sialovú epiteliálnych bb. hemaglutinácia kuracích a morčacích ery, vyvoláva tvorbu protektívnych Ab podlieha driftu a shiftu (len u A) –označenie H1, H2... neuraminidáza NA (tetramér) – enzýmová aktivita, zmeny N1, N2 Prestavba segmentovaného génu a schopnosť infikovať vtáctvo a zvieratá – koinfekcia Typ/miesto izolácie/dátum/(antigénna štruktúra) A/Bangkok/1/79(H3N2) Chrípka B – predovšetkým u ľudí, nedochádza k antigénnym shiftom

48. Chrípka – zmena antigénnej štruktúra a prítomnosť antigénne naivnej populácie – deti – epidémia. Kvapôčková nákaza. Vírus pretrváva na plochách. Deti, imunosuprimovaní, geriatrickí, polymorbídni pacienti, fajčiari. Liečba : amantadin a rimantadin – účinné do 48 hodín po nástupe chrípky A symptomatická liečba Prevencia: respiračná infekcia – rýchle šírenie Očkovanie: inaktivovaná vakcína celobunková OL – najreaktogénnejšia split vakcína - RNA +HA +NA – protilátková imunita + stimulácia imunitného systému prostredníctvom dendritických APB buniek subjednotková – bezpečná – len protilátková imunita Každoročné očkovanie, pandemický plán, Diagnostika. V epidémii, izolácia vírusu

49. Poliovírusy– poliomyelitída – divoký vírus – očkovanie VAP – virus associated polio – po očkovaní alebo u neimúnnej populácie 4 klinické obrazy:asymptomatické ochorenie – infekcia orofaryngu a čriev (90%) abortívna infekcia – polio minor – nešpecifické febrilné ochorenie, horúčka, bolesti hlavy, škrabanie v krku, zvracanie neparalytická forma polio – aseptická meningitída – 1-2% - progresia do CNS, bolesť chrbta a svalové spazmy paralytická forma – polio major – 0,1 – 2% - po prvotných príznakoch polio minor – bifazický priebeh – šírenie z krvi do predných rohov miechy a mozgu – rôzny rozsah spinálna paralýza – postihnutie končatín – kraniálna, bulbárna paralýza – centrum dýchania Paralytická poliomyelitída - asymetrická chabá paréza bez senzorickej straty, typ 1 v 85%, Rôzny rozsah – aj smrť. Bulbárna poliomyelitída – ťažšia, postihnutie svalov faryngu, respiračných svalov. 75% letálnych. Železné pľúca. Post-polio sy – následok po desaťročiach po polio. Postihnutie pôvodne poškodených svalov

50. poliovírusy