1

dr n. wet. T. Dzieci

dr n. wet. T. Dzieci

ą

ą

tkowski

tkowski

[e-mail]

[e-mail]

Typy i nast

Typy i nast

ę

ę

pstwa

pstwa

zaka

zaka

ż

ż

enia

enia

wirusowego

wirusowego

Genetycznie uwarunkowane cechy wirusa -
zjadliwość, stan kompetencji, markery
genetyczne
Genetyczne cechy gospodarza

- niewrażliwość na zakażenie
- fizjologiczne mechanizmy odporności nieswoistej:
bariery naturalne (błony śluzowe, skóra), czynniki
humoralne (dopełniacz, inhibitory)

Interferon

Czynniki wp

Czynniki wp

ł

ł

ywaj

ywaj

ą

ą

ce na rozw

ce na rozw

ó

ó

j

j

wirusowego zaka

wirusowego zaka

ż

ż

enia organizmu

enia organizmu

Zaka

Zaka

ż

ż

enie produktywne

enie produktywne:

- pełne objawy kliniczne

- duża produkcja wirionów potomnych

- morfologicznie często połączone z rozpadem komórki

Zaka

Zaka

ż

ż

enie persystentne (przetrwa

enie persystentne (przetrwa

ł

ł

e):

e):

- najczęściej brak objawów klinicznych
- połączone z ciągłą produkcją niewielkich ilości
kompletnych, zakaźnych wirionów

Zaka

Zaka

ż

ż

enie nieproduktywne:

enie nieproduktywne:

- eliminacja wirusa
- latencja
- transformacja nowotworowa komórki

Konsekwencje zaka

Konsekwencje zaka

ż

ż

enia

enia

wirusowego kom

wirusowego kom

ó

ó

rki

rki

Konsekwencje zaka

Konsekwencje zaka

ż

ż

enia

enia

wirusowego kom

wirusowego kom

ó

ó

rki

rki

Zaka

Zaka

ż

ż

enie

enie

produktywne

produktywne

...replikacja, replikacja, replikacja

...replikacja, replikacja, replikacja

Zaka

Zaka

ż

ż

enie produktywne

enie produktywne

Wirion

Wirion

jego celem jest

jego celem jest

2

Zaka

Zaka

ż

ż

enie produktywne

enie produktywne

1. Okres adsorbcji

1. Okres adsorbcji

2. Okres penetracji i obna

2. Okres penetracji i obna

ż

ż

ania genomu

ania genomu

3. Okres wewn

3. Okres wewn

ą

ą

trzkom

trzkom

ó

ó

rkowej biosyntezy

rkowej biosyntezy

fazy

fazy

Podzia

Podzia

ł

ł

replikacji wirus

replikacji wirus

ó

ó

w na

w na

okresy, fazy i stadia

okresy, fazy i stadia

a. zahamowanie syntezy komórkowego DNA, RNA i białek -
początek fazy eklipsy i początek stadium latencji

b. transkrypcja, translacja i synteza białek wczesnych

c. replikacja kwasu nukleinowego dla wirionów potomnych

d. transkrypcja z rodzicielskiego i/lub potomnego DNA
(względnie RNA) oraz translacja i synteza białek późnych i
ew. późnych enzymów

e. montowanie wirionów potomnych - koniec fazy eklipsy

4. Okres dojrzewania i uwalniania wirion

4. Okres dojrzewania i uwalniania wirion

ó

ó

w

w

potomnych

potomnych

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

1. Interakcje ze strukturami powierzchniowymi

1. Interakcje ze strukturami powierzchniowymi

kom

kom

ó

ó

rki: adsorpcja i przenikanie

rki: adsorpcja i przenikanie

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

1.

1.

Interakcje ze strukturami powierzchniowymi

Interakcje ze strukturami powierzchniowymi

kom

kom

ó

ó

rki: adsorpcja i przenikanie

rki: adsorpcja i przenikanie

- receptory komórkowo specyficzne (CD4 dla HIV, c3d
dopełniacza dla EBV, acetylocholinowy dla wirusa
wścieklizny)

- receptory gatunkowo specyficzne (dla polio
występują tylko u naczelnych)

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

Przenikanie

Przenikanie

Fuzja otoczki z b

Fuzja otoczki z b

ł

ł

on

on

ą

ą

kom

kom

ó

ó

rkow

rkow

ą

ą

-

-

do

do

cytoplazmy dostaje si

cytoplazmy dostaje si

ę

ę

nukleokapsyd

nukleokapsyd

Endocytoza

Endocytoza

Fuzja otoczki z

błoną pęcherzyka

Trawienie błony pęcherzyka
przez białko (-ka) wirusowe

3

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym

2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym

- wirusy DNA i RNA (-) wymagają syntezy wirusowego
mRNA

de novo;

niektóre wykorzystują polimerazy

gospodarza

- zakażenie wirusowe często prowadzi do zahamowania
transkrypcji genów komórkowych przez RNA-polimerazę
II

- dla RNA-wirusów nie korzystających z polimeraz
komórkowych pozostaje pula wolnych RNP

- dla DNA-wirusów pozostaje pula wolnych RNP i
czynników transkrypcyjnych

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym

2. Interakcje z aparatem transkrypcyjnym

-

hamowanie transkrypcji komórkowej następuje

prawdopodobnie poprzez wiązanie wirusowego kwasu
nukleinowego do komórkowych czynników
transkrypcyjnych, co blokuje ich przyłączanie do
promotorów komórkowych

-

wirus indukuje (lub wnosi własną informację)

ekspresję nowych białek rozpoznających i wiążących
DNA, np. onkogeny wirusów transformujących jak
homolog czynnika AP-1

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

3. Interakcje z aparatem translacyjnym

3. Interakcje z aparatem translacyjnym

-

zahamowanie translacji komórkowej „uwalnia”

mechanizmy i substraty

degradacja mRNA gospodarza (

Orthomyxo, Pox, Herpes

) -

zależy albo od syntezy białek wirusowych, albo składnik
wirionu powoduje dysagregację polisomów i degradację
mRNA

kompetycja o aparat translacyjny - ilościowa, powinowactwa
lub mieszana

zmiana specyficzności aparatu translacyjnego gospodarza

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

4. Interakcje z aparatem replikacyjnym

4. Interakcje z aparatem replikacyjnym

- synteza komórkowego DNA jest hamowana w celu uzyskania

prekursorów do syntezy wirusowego DNA /uzyskania
składników aparatu replikacyjnego

komórkowy DNA może zostać usunięty ze swojego
„właściwego” miejsca - (

Herpes

)

komórkowy DNA może zostać zdegradowany - (

Vaccinia

)

aparat replikacyjny może zostać „zabrany” przez wirus -
(

Herpes

)

- Wirus może dodawać nowy element do aparatu

replikacyjnego

- Wirus może kodować nowy kompleks replikazy zastępujący

replikazę komórkową (

Adeno

,

Herpes

)

- Wirus może kodować kompletny nowy kompleks replikacyjny

(

Retro

,

Herpes

)

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

5. Interakcje z kom

5. Interakcje z kom

ó

ó

rkowym aparatem

rkowym aparatem

dojrzewania bia

dojrzewania bia

ł

ł

ek

ek

-

wykorzystanie białek komórkowych do cięcia,

glikozylacji, fosforylacji, acylacji itp. białek
wirusowych

- oddziaływanie białek wirusowych: proteazy, kinazy
itp.

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

6. Wp

6. Wp

ł

ł

yw wirus

yw wirus

ó

ó

w na struktur

w na struktur

ę

ę

kom

kom

ó

ó

rek

rek

- promocja fuzji komórek (wirusy otoczkowe)

zmiana przepuszczalności błon komórkowych, np. dla
jonów

- zmiany w obrębie cytoszkieletu

przyłączanie białek wirusowych

dysocjacja mRNA gospodarza

włączanie komponentów cytoszkieletu do struktur
powstających w zakażonej komórce

.

4

Poziomy oddzia

Poziomy oddzia

ł

ł

ywania wirus

ywania wirus

-

-

kom

kom

ó

ó

rka

rka

7. Uwalnianie wirion

7. Uwalnianie wirion

ó

ó

w potomnych

w potomnych

-

wirusy otoczkowe: przez pączkowanie lub fuzję

pączkowanie przez błonę komórkową:

Orthomyxo,

Paramyxo, Retro, Rhabdo

fuzja z błonami wewnętrznymi:

RE -

Rota

RE i/lub Golgi -

Corona, Bunya

jądrowe -

Herpes

- wirusy bezotoczkowe: głównie przez lizę; możliwy
jest mechanizm bez uszkodzenia komórki

Zaka

Zaka

ż

ż

enie prztrwa

enie prztrwa

ł

ł

e

e

Zaka

Zaka

ż

ż

enie persystentne

enie persystentne

(przetrwa

(przetrwa

ł

ł

e)

e)

ciągła produkcja niewielkich ilości
kompletnych wirionów potomnych
komórka zakażona zazwyczaj nie ulega
zniszczeniu
zakażenie przebiega bez wyrażonych
objawów klinicznych

może dochodzić do transmisji wirusa
na inne wrażliwe osoby

Zaka

Zaka

ż

ż

enie persystentne

enie persystentne

(przetrwa

(przetrwa

ł

ł

e)

e)

Rodziny wirus

Rodziny wirus

ó

ó

w maj

w maj

ą

ą

ce zdolno

ce zdolno

ść

ść

wywo

wywo

ł

ł

ywania zaka

ywania zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

persystentnych:

persystentnych:

Herpesviridae
Adenoviridae
Polyomaviridae
Papillomaviridae
Hepadnaviridae
Retroviridae

Zaka

Zaka

ż

ż

enie

enie

nieproduktywne

nieproduktywne

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Replikacja wirusa zahamowana
Ograniczona ekspresja genów
wirusowych (zazwyczaj 1-4)

Brak objawów klinicznych

Wirus może ulec reaktywacji, co
prowadzi do „endogennego” zakażenia
produktywnego

5

Zaka

Zaka

ż

ż

enie nieproduktywne

enie nieproduktywne

Rodziny wirus

Rodziny wirus

ó

ó

w maj

w maj

ą

ą

ce zdolno

ce zdolno

ść

ść

wywo

wywo

ł

ł

ywania zaka

ywania zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

latentnych:

latentnych:

Herpesviridae
Hepadnaviridae
Retroviridae

Zakażenie latentne powodowane przez α-herpeswirusy

Zaka

Zaka

ż

ż

enie nieproduktywne

enie nieproduktywne

LATENTNE

LATENTNE

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

TRANSFORMACJA

TRANSFORMACJA

KOM

KOM

Ó

Ó

RKI

RKI

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Transformacja nowotworowa jest

nieodwracalnym procesem

nieodwracalnym procesem, który prowadzi do
niekontrolowanego rozrostu komórek i utraty ich
wrażliwości na wewnętrzne oraz zewnętrzne
mechanizmy obronne
Spowodowana jest

mutacjami gen

mutacjami gen

ó

ó

w

w

odpowiedzialnych za te procesy
Kancerogeneza i rozwój choroby nowotworowej
jest

procesem wieloetapowym

procesem wieloetapowym, który często

zachodzi przez długi czas

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

G

G

ł

ł

ó

ó

wne etapy kancerogenezy:

wne etapy kancerogenezy:

unieśmiertelnienie komórek – immortalizacja
zdolność do tworzenia guza – tumorogenność
inwazyjność
zdolność do tworzenia przerzutów -

metastasis

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Mechanizmy kom

Mechanizmy kom

ó

ó

rkowe kontroluj

rkowe kontroluj

ą

ą

ce

ce

transformacj

transformacj

ę

ę

nowotworow

nowotworow

ą

ą

:

:

mechanizmy kontroli proliferacji komórek
(cyklu komórkowego)

mechanizmy indukcji apoptozy

mechanizmy indukcji różnicowania komórek

6

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Og

Og

ó

ó

lne cechy wirusowej transformacji kom

lne cechy wirusowej transformacji kom

ó

ó

rki:

rki:

towarzyszy jej przetrwanie całego lub części genomu
wirusa. Zwykle występuje on w formie niezakaźnej,
zintegrowany z komórkowym DNA

towarzyszy jej ciągła ekspresja ograniczonej liczby
genów wirusowych (często 1, rzadziej więcej niż 2)

nie powstają wiriony potomne

jest procesem „pojedynczego uderzenia” - do
transformacji wrażliwej komórki wystarczy jeden
wirion

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Cechy kom

Cechy kom

ó

ó

rek transformowanych:

rek transformowanych:

1. Zmiany w regulacji wzrostu

brak hamowania kontaktowego

uniezależnienie od czynników wzrostowych

uniezależnienie (lub obniżona zależność) od
zakotwiczenia w podłożu stałym

2. Zmiany morfologiczne

zaburzenia w strukturze cytoszkieletu

zmiany składu powierzchniowych struktur błony
komórkowej (enzymów, receptorów etc.)

zmiana składu zewnątrzkomórkowego matrix
(fibronektyny, kolagenu, lamininy)

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Onkogenne DNA wirusy:

Onkogenne DNA wirusy:

Herpesviridae

-

carcinoma

i

lymphoma

Adenoviridae

- guzy lite u zwierząt

Papillomaviridae

-

carcinoma

i

papilloma

Polyomaviridae

-

carcinoma

Hepadnaviridae

-

hepatoma

Onkogenne RNA wirusy:

Onkogenne RNA wirusy:

Retroviridae

- nowotwory hematopoetyczne

(

lymphoma)

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Wirusy

Wirusy

onkogenne

onkogenne

cz

cz

ł

ł

owieka:

owieka:

wirus Epsteina-Barr (EBV, HHV-4)
HHV-8
ludzkie papillomawirusy
poliomawirus komórek Merkela (MCV)
WZW typu B
HTLV-1, HTLV-2
WZW typu C (?)

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Mechanizmy onkogennego dzia

Mechanizmy onkogennego dzia

ł

ł

ania DNA

ania DNA

wirus

wirus

ó

ó

w:

w:

zaburzenie transdukcji sygnałów do wnętrza

komórki

interakcja z aparatem regulującym funkcjonowanie

genów komórkowych

aktywacja protoonkogenów komórkowych
inaktywacja białek komórki, pełniących rolę anty-

onkogenów

Zaka

Zaka

ż

ż

enia nieproduktywne

enia nieproduktywne

Mechanizmy onkogenezy retrowirusowej:

Mechanizmy onkogenezy retrowirusowej:

przeniesienie materiału genetycznego (

c-onc

) z

innej komórki

aktywacja insercyjna, promotorowa lub

wzmacniaczowa onkogenów komórkowych (

c-onc

)

dodanie wirusowego onkogenu (

v-onc

) do genomu

komórki

7

Formy zaka

Formy zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

ostre

ostre

przewlek

przewlek

ł

ł

e

e

objawowe

objawowe

bezobjawowe

bezobjawowe

poronne

poronne

pierwotne

pierwotne

powt

powt

ó

ó

rne

rne

miejscowe

miejscowe

narz

narz

ą

ą

dowe

dowe

uog

uog

ó

ó

lnione

lnione

latentne

latentne

persystentne

persystentne

wynikaj

wynikaj

ą

ą

ce z

ce z

reaktywacji w.

reaktywacji w.

latentnego

latentnego

Patogeneza zaka

Patogeneza zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

(1)

(1)

Drogi przenoszenia:

Drogi przenoszenia:

pokarmowa (fekalno

pokarmowa (fekalno

-

-

oralna)

oralna)

oddechowa (kropelkowa)

oddechowa (kropelkowa)

kontakt

kontakt

ó

ó

w seksualnych

w seksualnych

bezpo

bezpo

ś

ś

rednia

rednia

poprzez krew i/lub produkty krwiopochodne

poprzez krew i/lub produkty krwiopochodne

Patogeneza zaka

Patogeneza zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

(2)

(2)

Miejsce pierwotnego namno

Miejsce pierwotnego namno

ż

ż

enia:

enia:

błony śluzowe (górne drogi oddechowe,
przewód pokarmowy, narządy płciowe,
cewka moczowa, spojówki)
skóra

Za zdolno

Za zdolno

ść

ść

wirusa do zaka

wirusa do zaka

ż

ż

ania

ania

odpowiednich kom

odpowiednich kom

ó

ó

rek odpowiada

rek odpowiada

wi

wi

ą

ą

zanie bia

zanie bia

ł

ł

ek wirusa z receptorami na

ek wirusa z receptorami na

powierzchni kom

powierzchni kom

ó

ó

rek gospodarza

rek gospodarza

Patogeneza zaka

Patogeneza zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

(3)

(3)

Mechanizmy obrony nieswoistej:

Mechanizmy obrony nieswoistej:

ciągłość tkanek
interferony
apoptoza
makrofagi
komórki NK i CTL

Wirusy transportowane s

Wirusy transportowane s

ą

ą

z miejsca

z miejsca

zaka

zaka

ż

ż

enia do okolicznych skupisk tkanki

enia do okolicznych skupisk tkanki

łą

łą

cznej (kom

cznej (kom

ó

ó

rki dendrytyczne)

rki dendrytyczne)

Patogeneza zaka

Patogeneza zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

(4)

(4)

Rozsiew drog

Rozsiew drog

ą

ą

krwi:

krwi:

skuteczne przełamanie obrony nieswoistej
wiremia pierwotna
namnożenie wirusa w węzłóach chłonnych,
układzie siateczkowo-śródbłonkowym i
śledzionie
wiremia wtórna
wirus dociera do narządów wewnętrznych
(tropizm narządowy)

Patogeneza zaka

Patogeneza zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

(5)

(5)

Droga wst

Droga wst

ę

ę

puj

puj

ą

ą

ca (zst

ca (zst

ę

ę

puj

puj

ą

ą

ca):

ca):

drogi oddechowe

układ moczowy

8

Patogeneza zaka

Patogeneza zaka

ż

ż

e

e

ń

ń

wirusowych

wirusowych

(6)

(6)

Sytuacje nietypowe:

Sytuacje nietypowe:

wirusy rozprzestrzeniaj

wirusy rozprzestrzeniaj

ą

ą

ce si

ce si

ę

ę

drog

drog

ą

ą

w

w

ł

ł

ó

ó

kien

kien

nerwowych (HSV, VZV, w

nerwowych (HSV, VZV, w

ś

ś

cieklizna)

cieklizna)

wirusy przenoszone drog

wirusy przenoszone drog

ą

ą

krwi i produkt

krwi i produkt

ó

ó

w

w

krwiopochodnych (HIV, HTLV, HBV, HCV)

krwiopochodnych (HIV, HTLV, HBV, HCV)

Zaka

Zaka

ż

ż

enie

enie

pierwotne

pierwotne

–

–

latencja

latencja

–

–

reaktywacja

reaktywacja

zaka

zaka

ż

ż

enie

enie

pierwotne: pierwszy kontakt z

pierwotne: pierwszy kontakt z

wirusem (zaka

wirusem (zaka

ż

ż

enie objawowe lub

enie objawowe lub

bezobjawowe)

bezobjawowe)

wirus nie ulega ca

wirus nie ulega ca

ł

ł

kowitej eliminacji

kowitej eliminacji

w okre

w okre

ś

ś

lonych typach kom

lonych typach kom

ó

ó

rek

rek

pozostaje wirusowe DNA

pozostaje wirusowe DNA

w sprzyjaj

w sprzyjaj

ą

ą

cej sytuacji w kom

cej sytuacji w kom

ó

ó

rce

rce

zaka

zaka

ż

ż

onej latentnie dochodzi do

onej latentnie dochodzi do

reaktywacji wirusa

reaktywacji wirusa

reaktywacje mog

reaktywacje mog

ą

ą

by

by

ć

ć

wielokrotne

wielokrotne