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Quais células são preferidas pelo vírus HIV para estabelecer uma infecção?

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Sempre lemos que o HIV infecta células CD4, macrófagos e células dendríticas. No entanto, é um evento comum para o HIV infectar células não imunes dentro de um hospedeiro? Se não, por quê?

E também se não, por que as células imunológicas são o principal alvo do HIV? Não consegui encontrar informações no Google ou no Google Scholar sobre este assunto. Imagino que não tenha a ver apenas com a presença da expressão de co-receptores como CD4, CCR5, CXCR-4, DC-SIGN etc que atraem o vírus apenas para células do sistema imunológico.

Eu gostaria de uma explicação mais completa do que esta óbvia. Por exemplo, quais vantagens são fornecidas para o vírus preferir infectar células imunes em vez de células não imunes?


Os estágios da infecção por HIV

Cada pessoa experimenta a infecção pelo HIV de maneira diferente. No entanto, como forma geral de descrever o processo da doença, o curso da infecção pelo HIV pode ser analisado em quatro (4) estágios. Esses estágios são importantes porque diferentes opções de tratamento podem ser consideradas em cada estágio.

Infecção primária

O primeiro estágio da infecção pelo HIV é freqüentemente chamado primário ou infecção aguda. Durante a infecção aguda pelo HIV, o vírus chega aos nódulos linfáticos, um processo que provavelmente leva de três a cinco dias. Nos nódulos linfáticos, o HIV se reproduz ou replica muito rapidamente e libera novos vírus na corrente sanguínea. Esse surto de rápida replicação do HIV geralmente dura dois ou três meses.

Muitas pessoas apresentam sintomas semelhantes aos da gripe duas a 12 semanas após serem infectadas pelo HIV pela primeira vez. Isso pode incluir:

dores nas articulações e músculos

Durante a infecção primária, a quantidade de HIV no corpo é muito alta e geralmente há uma queda acentuada no número de células CD4 +. Pessoas com infecção aguda geralmente não testam HIV positivo porque o corpo ainda não teve tempo de produzir anticorpos contra o vírus. E é esse anticorpo que é detectado nos testes padrão para ver se alguém é HIV positivo (veja abaixo).

Durante esse tempo, o corpo começa a produzir um grande número de células CD8 +. Essas células produzem produtos químicos antivirais que ajudam a desligar ou destruir células infectadas por vírus, ajudando assim a reduzir a quantidade de vírus no sangue (o carga viral).

À medida que o sistema imunológico aprende a reconhecer e combater o HIV, as células B começam a produzir os anticorpos do HIV. Quando um teste de HIV é positivo, isso significa que os anticorpos do HIV foram encontrados na amostra de sangue. Seroconversão significa que o sangue de alguém mudou ou passou de negativo para anticorpos do HIV em positivo para anticorpos do HIV. A soroconversão geralmente ocorre um a três meses após a infecção.

Infecção assintomática

Assintomático meios sem sintomas. Muitas pessoas com HIV podem ter poucos ou nenhum sinal ou sintoma da doença por até 10 anos. No entanto, algumas pessoas podem progredir muito mais rapidamente, observando o declínio das células CD4 + em alguns anos e apresentando sintomas nos primeiros anos após a infecção. E alguns poucos sortudos, chamados de não progressores de longo prazo, podem continuar a ter contagens normais de células CD4 + e nenhum sintoma por muito mais tempo do que a média.

Muitos fatores afetam a velocidade de progressão da doença, incluindo o seguinte:

a força do vírus com o qual alguém está infectado

o tipo de resposta imune produzida contra o vírus

o nível de nutrientes da pessoa no momento da infecção e posteriormente

o estado mental da pessoa e o nível de estresse (e quão bem esse estresse é controlado) e

vários fatores de estilo de vida, como fumar.

Durante o período assintomático, a única evidência de infecção pelo HIV pode vir de testes de laboratório. Os exames de sangue podem mostrar números menores do que o normal de células CD4 + e níveis moderados de HIV. A quantidade de HIV no sangue é geralmente chamada de carga viral.

Embora o sistema imunológico seja capaz de combater o HIV, ele não consegue se livrar do vírus completamente. Gradualmente, na maioria das pessoas, o vírus será capaz de danificar o sistema imunológico e eles progredirão para sintomático infecção.

Infecção sintomática

Com o passar do tempo, os danos ao sistema imunológico aumentam e as defesas do corpo enfraquecem. Nesta fase, o HIV pode causar sintomas de infecção de longo prazo, como fadiga crônica, perda de peso, problemas de pele ou diarreia. Isso pode ocorrer quando as células CD4 + ainda estão em níveis razoáveis, ou apenas depois de terem caído para o estágio oficialmente denominado AUXILIA.

AUXILIA significa Síndrome de Imunodeficiência Adquirida.

Adquirido significa que a condição não é herdada - você a adquire (consegue) em algum momento de sua vida.

Imunodeficiência é uma fraqueza do seu sistema imunológico.

Síndrome é uma combinação de sintomas e / ou doenças.

Um diagnóstico oficial de AIDS no Canadá é dado quando uma pessoa com HIV desenvolve um ou mais infecções oportunistas ou certos tipos de câncer.

Um sistema imunológico danificado pode deixar pessoas HIV positivas vulneráveis ​​a infecções que um sistema imunológico saudável poderia controlar facilmente. Essas infecções são chamadas de "oportunistas" porque aproveitam a oportunidade para causar doenças quando o sistema imunológico está enfraquecido. Incluídas entre as infecções oportunistas e outras condições que são consideradas "definidoras de AIDS" estão:

Infecções bacterianas -- como Mycobacterium avium complexo (MAC) ou tuberculose (TB)

infeções fungais -- como Candida supercrescimento, meningite criptocócica ou Pneumocystis carinii pneumonia (PCP)

infecções parasitárias - como criptosporidiose (cripto) ou toxoplasmose (toxo)

infecções virais - como citomegalovírus (CMV) ou leucoencefalopatia multifocal progressiva (PML)

cânceres - como linfoma não Hodgkin (NHL), sarcoma de Kaposi (KS) e câncer anal e cervical

Uma lista completa de condições definidoras de AIDS pode ser encontrada na Web em:


Conteúdo

Os vírus precisam estabelecer infecções nas células hospedeiras para se multiplicar. Para que as infecções ocorram, o vírus deve sequestrar os fatores do hospedeiro e evitar a resposta imune do hospedeiro para uma replicação eficiente. A replicação viral freqüentemente requer interações complexas entre o vírus e fatores do hospedeiro que podem resultar em efeitos deletérios no hospedeiro, o que confere ao vírus sua patogenicidade. [5]

Etapas importantes do ciclo de vida de um vírus que moldam a patogênese. Editar

  • Transmissão de um hospedeiro com infecção para um segundo hospedeiro
  • Entrada do vírus no corpo
  • Replicação local em células suscetíveis
  • Disseminação e disseminação para tecidos secundários e órgãos-alvo
  • Replicação secundária em células suscetíveis
  • Derramamento do vírus no meio ambiente
  • Transmissão para o terceiro host

Transmissão primária Editar

Três requisitos devem ser satisfeitos para garantir o sucesso da infecção de um hospedeiro. Em primeiro lugar, deve haver uma quantidade suficiente de vírus disponível para iniciar a infecção. As células no local da infecção devem ser acessíveis, de forma que suas membranas celulares exibam receptores codificados pelo hospedeiro que o vírus pode explorar para entrar na célula, e os sistemas de defesa antivirais do hospedeiro devem ser ineficazes ou ausentes. [3] [5]

Entrada para hospedar Editar

Os vírus que causam doenças em humanos freqüentemente entram pela boca, nariz, trato genital ou através de áreas danificadas da pele, de modo que as células dos tecidos respiratório, gastrointestinal, cutâneo e genital costumam ser o local primário de infecção. [2] [7] [4] Alguns vírus são capazes de se transmitir a um feto mamífero por meio de células germinativas infectadas no momento da fertilização, posteriormente na gravidez pela placenta e por infecção no nascimento. [2]

Replicação local e edição de propagação

Após a entrada inicial no hospedeiro, o vírus sequestra a maquinaria da célula hospedeira para sofrer amplificação viral. Aqui, o vírus deve modular a resposta imune inata do hospedeiro para prevenir sua eliminação pelo corpo enquanto facilita sua replicação. O vírus replicado da célula infectada inicialmente se dispersa para infectar células suscetíveis vizinhas, possivelmente com disseminação para diferentes tipos de células, como leucócitos. Isso resulta em uma infecção localizada, na qual o vírus se espalha e infecta principalmente células adjacentes ao local de entrada. [5] [7] Caso contrário, o vírus pode ser liberado em fluidos extracelulares. Exemplos de infecções localizadas incluem: resfriado comum (rinovírus), gripe (parainfluenza), infecções gastrointestinais (rotavírus) ou infecções cutâneas (papilomavírus). [2]

Edição de disseminação e replicação secundária

Em outros casos, o vírus pode causar doença sistêmica por meio de uma infecção disseminada por todo o corpo. O modo predominante de disseminação viral ocorre através do sangue ou sistema linfático, alguns dos quais incluem vírus responsáveis ​​pela varicela (vírus da varicela zoster), varíola (varíola), HIV (vírus da imunodeficiência humana). Uma minoria de vírus pode se disseminar pelo sistema nervoso. [2] [7] Notavelmente, o poliovírus pode ser transmitido pela via fecal-oral, onde inicialmente se replica em seu local de entrada, o intestino delgado, e se espalha para os linfonodos regionais. Em seguida, o vírus se dissemina através da corrente sanguínea em diferentes órgãos do corpo (por exemplo, fígado, baço), seguido por uma rodada secundária de replicação e disseminação no sistema nervoso central para danificar os neurônios motores. [4]

Edição de derramamento e transmissão secundária

Finalmente, os vírus se espalham para locais onde podem ocorrer disseminação para o meio ambiente. Os tratos respiratório, alimentar e urogenital e o sangue são os locais mais frequentes de derramamento na forma de fluidos corporais, aerossóis, pele, excrementos. O vírus então seria transmitido para outra pessoa e estabeleceria o ciclo de infecção novamente. [2] [4] [7]

Existem alguns fatores gerais principais que afetam as doenças virais:

Base molecular do tropismo de vírus Editar

Tropismo de vírus refere-se ao local preferencial de replicação do vírus em tipos de células discretas dentro de um órgão. Na maioria dos casos, o tropismo é determinado pela capacidade das proteínas da superfície viral de se fundirem ou se ligarem aos receptores de superfície de células-alvo específicas para estabelecer a infecção. Assim, a especificidade de ligação das proteínas de superfície viral dita o tropismo, bem como a destruição de populações de células específicas e, portanto, é um dos principais determinantes da patogênese do vírus. [2] [7] No entanto, co-receptores às vezes são necessários além da ligação de receptores celulares nas células hospedeiras às proteínas virais para estabelecer a infecção. Por exemplo, o HIV-1 requer que as células alvo expressem co-receptores CCR5 ou CXCR4, no topo do receptor CD4 para ligação viral produtiva. [8] Curiosamente, o HIV-1 pode sofrer uma mudança de tropismo, onde a glicoproteína gp120 do vírus inicialmente usa CCR5 (principalmente em macrófagos) como o correceptor primário para entrar na célula hospedeira. Posteriormente, o HIV-1 muda para se ligar ao CXCR4 (principalmente nas células T) à medida que a infecção progride, fazendo assim a transição da patogenicidade viral para um estágio diferente. [8] [9]

Além dos receptores celulares, o tropismo viral também pode ser governado por outros fatores intracelulares, como fatores de transcrição específicos do tecido. Um exemplo seria o poliomavírus JC, em que seu tropismo é limitado às células gliais, uma vez que seu intensificador é ativo apenas nas células gliais, [2] e a expressão do gene viral JC requer fatores de transcrição do hospedeiro expressos exclusivamente em células gliais. [9]

A acessibilidade dos tecidos e órgãos do hospedeiro ao vírus também regula o tropismo. A acessibilidade é afetada por barreiras físicas, [2] [7] como nos enterovírus, que se replicam no intestino, pois são capazes de resistir à bile, enzimas digestivas e ambientes ácidos. [9]

Fatores de vírus Editar

A genética viral que codifica fatores virais determinará o grau de patogênese viral. Isso pode ser medido como virulência, que pode ser usada para comparar o grau quantitativo de patologia entre vírus relacionados. Em outras palavras, diferentes cepas de vírus que possuem diferentes fatores de vírus podem levar a diferentes graus de virulência, que por sua vez podem ser explorados para estudar as diferenças na patogênese de variantes virais com virulência diferente. [10] [11]

Fatores de vírus são amplamente influenciados pela genética viral, que é o determinante de virulência de proteínas estruturais ou não estruturais e sequências não codificantes. Para que um vírus infecte e cause doença no hospedeiro, ele deve codificar fatores específicos do vírus em seu genoma para superar os efeitos preventivos das barreiras físicas e modular a inibição da replicação do vírus pelo hospedeiro. [2] [10] No caso do poliovírus, todas as cepas de vacinas encontradas na vacina oral contra a pólio contêm mutações pontuais atenuantes na região 5 'não traduzida (5' UTR). Por outro lado, a cepa virulenta responsável por causar a doença da poliomielite não contém essas mutações de ponto 5 'UTR e, portanto, exibe uma maior patogenicidade viral nos hospedeiros. [1] [12]

Fatores de vírus codificados no genoma geralmente controlam o tropismo, as rotas de entrada, eliminação e transmissão do vírus. No poliovírus, acredita-se que as mutações pontuais atenuantes induzam um defeito de replicação e tradução para reduzir a capacidade do vírus de se ligar às células hospedeiras e se replicar no sistema nervoso. [12]

Os vírus também desenvolveram uma variedade de mecanismos de imunomodulação para subverter a resposta imune do hospedeiro. Isso tende a apresentar receptores decoy codificados por vírus que têm como alvo citocinas e quimiocinas produzidas como parte da resposta imune do hospedeiro, ou homólogos de citocinas do hospedeiro. [13] [14] Assim, os vírus capazes de manipular a resposta da célula hospedeira à infecção como uma estratégia de evasão imune exibem maior patogenicidade.

Fatores hospedeiros Editar

A patogênese viral também é amplamente dependente de fatores do hospedeiro. Várias infecções virais têm apresentado uma variedade de efeitos, variando de infecção assintomática a sintomática ou mesmo crítica, com base apenas em diferentes fatores do hospedeiro. Em particular, fatores genéticos, idade e imunocompetência desempenham um papel importante, ditando se a infecção viral pode ser modulada pelo hospedeiro. [11] [15] Camundongos que possuem genes Mx funcionais codificam uma proteína Mx1 que pode inibir seletivamente a replicação da gripe. Portanto, os camundongos portadores de um alelo Mx não funcional não conseguem sintetizar a proteína Mx e são mais suscetíveis à infecção por influenza. [16] Alternativamente, indivíduos imunocomprometidos devido a doenças existentes podem ter um sistema imunológico defeituoso que os torna mais vulneráveis ​​aos danos do vírus. Além disso, vários vírus apresentam patogenicidade variável dependendo da idade do hospedeiro. A caxumba, a poliomielite e o vírus Epstein-Barr causam doenças mais graves em adultos, enquanto outros, como o rotavírus, causam infecções mais graves em bebês. Portanto, é hipotetizado que o sistema imunológico do hospedeiro e os mecanismos de defesa podem diferir com a idade. [10]

Uma infecção viral nem sempre causa doenças. Uma infecção viral envolve simplesmente a replicação viral no hospedeiro, mas a doença é o dano causado pela multiplicação viral. [5] Um indivíduo que tem uma infecção viral, mas não exibe os sintomas da doença, é conhecido como portador. [17]

Danos causados ​​pelo vírus Editar

Uma vez dentro das células hospedeiras, os vírus podem destruir as células por meio de uma variedade de mecanismos. Os vírus freqüentemente induzem efeitos citopáticos diretos para interromper as funções celulares. [11] [18] Isso pode ocorrer por meio da liberação de enzimas para degradar os precursores metabólicos do hospedeiro ou da liberação de proteínas que inibem a síntese de importantes fatores do hospedeiro, proteínas, DNA e / ou RNA. [13] Nomeadamente, as proteínas virais do vírus herpes simplex podem degradar o DNA do hospedeiro e inibir a replicação do DNA da célula hospedeira e a transcrição do mRNA. [9] O poliovírus pode inativar proteínas envolvidas na tradução do mRNA do hospedeiro sem afetar a tradução do mRNA do poliovírus. Em alguns casos, a expressão de proteínas de fusão virais na superfície das células hospedeiras pode causar a fusão da célula hospedeira para formar células multinucleadas. Exemplos notáveis ​​incluem vírus do sarampo, HIV, vírus sincicial respiratório. [2] [13]

É importante ressaltar que as infecções virais podem diferir pela “estratégia de estilo de vida”. Infecções persistentes acontecem quando as células continuam a sobreviver apesar de uma infecção viral e podem ser classificadas em latente (apenas o genoma viral está presente, não há replicação ocorrendo) e crônica (níveis basais de replicação viral sem estimular uma resposta imune). Em infecções agudas, os vírus líticos são liberados em títulos elevados para infecção rápida em um tecido secundário / hospedeiro, enquanto os vírus persistentes são eliminados em títulos mais baixos por um período de transmissão mais longo (meses a anos). [1] [2] [19]

Os vírus líticos são capazes de destruir células hospedeiras incorrendo e / ou interferindo nas funções especializadas das células hospedeiras. Um exemplo seria o desencadeamento de necrose em células hospedeiras infectadas com o vírus. [18] Caso contrário, assinaturas de infecção viral, como a ligação do HIV aos co-receptores CCR5 ou CXCR4, também podem desencadear a morte celular por meio de apoptose por meio de cascatas de sinalização do hospedeiro por células imunes. [20] No entanto, muitos vírus codificam proteínas que podem modular a apoptose, dependendo se a infecção é aguda ou persistente. A indução da apoptose, como por meio da interação com caspases, irá promover a eliminação viral para vírus líticos para facilitar a transmissão, enquanto a inibição viral da apoptose pode prolongar a produção do vírus nas células ou permitir que o vírus permaneça escondido do sistema imunológico em casos crônicos, infecções persistentes. [9] [11] [18] No entanto, a indução de apoptose nas principais células imunológicas ou células apresentadoras de antígeno também pode atuar como um mecanismo de imunossupressão em infecções persistentes como o HIV. A principal causa da imunossupressão em pacientes com HIV é devido ao esgotamento das células T auxiliares CD4 +. [4]

Curiosamente, o adenovírus tem um E1A proteína para induzir a apoptose, iniciando o ciclo celular, e um E1B proteína para bloquear a via apoptótica através da inibição da interação da caspase. [21]

Os vírus persistentes às vezes podem transformar células hospedeiras em células cancerosas. [15] [22] [18] Vírus como o papilomavírus humano (HPV), o vírus linfotrópico T humano (HTLV), etc., podem estimular o crescimento de tumores em hospedeiros infectados, seja interrompendo a expressão do gene supressor de tumor (HPV) ou regulando positivamente expressão de proto-oncogene (HTLV). [15]

Danos causados ​​pelo sistema imunológico do hospedeiro Editar

Às vezes, em vez de morte celular ou disfunção celular causada pelo vírus, a resposta imune do hospedeiro pode mediar doenças e inflamação excessiva. A estimulação do sistema imune inato e adaptativo em resposta às infecções virais destrói as células infectadas, o que pode levar a graves consequências patológicas para o hospedeiro. Esse dano causado pelo sistema imunológico é conhecido como imunopatologia induzida por vírus. [23] [24]

Especificamente, a imunopatologia é causada pela liberação excessiva de anticorpos, interferons e citocinas pró-inflamatórias, ativação do sistema complemento ou hiperatividade de células T citotóxicas. A secreção de interferons e outras citocinas pode causar danos às células, febre e sintomas semelhantes aos da gripe. [23] [24] Em casos graves de certas infecções virais, como na influenza H5N1 aviária em 2005, a indução aberrante da resposta imune do hospedeiro pode provocar uma liberação intensa de citocinas, conhecida como tempestade de citocinas. [25]

Em alguns casos, a infecção viral pode iniciar uma resposta autoimune, que ocorre por meio de diferentes mecanismos propostos: mimetismo molecular e mecanismo espectador. [26] Mimetismo molecular se refere a uma sobreposição na similaridade estrutural entre um antígeno viral e um autoantígeno. [26] O mecanismo do observador levanta a hipótese do início de uma resposta antiviral não específica e superreactiva que combate os autoantígenos no processo. [26] Danos causados ​​pelo próprio hospedeiro devido à autoimunidade foram observados no vírus do Nilo Ocidental. [27]

Os vírus exibem períodos de incubação variáveis ​​após a entrada do vírus no hospedeiro. O período de incubação refere-se ao tempo decorrido para o aparecimento da doença após o primeiro contato com o vírus. [2] [7] No vírus da raiva, o período de incubação varia com a distância percorrida pelo vírus até o órgão alvo, mas na maioria dos vírus a duração da incubação depende de muitos fatores. [7] [28] Surpreendentemente, infecções generalizadas por togavírus têm um curto período de incubação devido à entrada direta do vírus nas células-alvo por meio de picadas de insetos. [7]

Existem vários outros fatores que afetam o período de incubação. Os mecanismos por trás de longos períodos de incubação, meses ou anos, por exemplo, ainda não são completamente compreendidos. [28]

Alguns vírus relativamente avirulentos em seu hospedeiro natural mostram maior virulência após a transferência para uma nova espécie de hospedeiro. Quando um vírus emergente invade uma nova espécie de hospedeiro, os hospedeiros têm pouca ou nenhuma imunidade contra o vírus e freqüentemente sofrem alta mortalidade. Com o tempo, às vezes pode ser observada uma diminuição da virulência na cepa predominante. Um patógeno bem-sucedido precisa se espalhar para pelo menos um outro hospedeiro, e a virulência mais baixa pode resultar em taxas de transmissão mais altas em algumas circunstâncias. Da mesma forma, a resistência genética contra o vírus pode se desenvolver em uma população hospedeira ao longo do tempo. [2] [29]

Um exemplo da evolução da virulência em vírus emergentes é o caso da mixomatose em coelhos. A libertação de coelhos europeus selvagens em 1859 em Victoria, Austrália, por esporte, resultou em uma praga de coelhos. A fim de conter a superpopulação de coelhos, o vírus mixoma, um poxvírus específico da espécie letal responsável pela mixomatose em coelhos, foi deliberadamente liberado na Austrália do Sul em 1950. Isso levou a uma redução de 90% nas populações de coelhos, e a doença se tornou endêmica em um período de cinco anos. Significativamente, cepas severamente atenuadas do vírus mixoma foram detectadas em apenas 2 anos de sua liberação, e a resistência genética em coelhos surgiu dentro de sete anos. [30]


Ver é crer

Usando modelos de moléculas de computador e um microscópio eletrônico, os autores puderam literalmente ver que os 240 blocos que compõem o capsídeo mantinham sua estrutura semelhante a uma rede estável durante a transcrição reversa. Conforme as fitas de DNA cresciam, suas extremidades às vezes apareciam por minúsculas lacunas na trama, observaram os autores, e às vezes telhas singulares podiam ser vistas se desalojando enquanto o resto do capsídeo permanecia intacto.

O capsídeo pode precisar ficar estável para manter o RNA e a enzima de transcrição próximos um do outro, disse Christopher Aiken, professor de patologia, microbiologia e imunologia da Universidade Vanderbilt, que não esteve envolvido no estudo. A enzima tende a cair do RNA durante a transcrição, então "ao manter a enzima contida, ela pode religar o molde e continuar a síntese de DNA", disse Aiken à Live Science por e-mail.

Com a transcrição reversa concluída, os autores passaram para a próxima etapa da infecção: integração, onde o DNA viral se infiltra no genoma do hospedeiro. Eles introduziram fitas de DNA conhecidas como plasmídeos em seus tubos de ensaio, para servir como representantes do DNA em um núcleo humano, mas a integração não começaria sem um ingrediente adicional. Apenas "extratos de células inteiras", uma mistura de proteínas e moléculas extraídas das células, permitiriam que o DNA viral se infiltrasse nos plasmídeos.

No futuro, a equipe espera identificar com precisão quais ingredientes nos extratos de células desencadeiam a integração, disse Sundquist. "É provável que seja mais de uma coisa", observou ele. Um desafio é que, em experimentos com tubos de ensaio, "é sempre difícil saber se está faltando alguma coisa", disse ele.

Uma limitação do estudo é que ele não pode recriar perfeitamente as condições celulares, disse James.

"Algum em vitro sistema, embora poderoso, só pode ser usado para testar os componentes que conhecemos e pode adicionar à reação ", disse James. Por exemplo, em células reais, o capsídeo deve viajar para o núcleo da célula, onde o DNA é mantido, e em seguida, deslize por portais conhecidos como poros nucleares. Pode haver fatores desconhecidos que alteram o capsídeo durante esta jornada, observou Sundquist.

Dito isso, o novo sistema livre de células pode ajudar a revelar a identidade desses fatores desconhecidos, acrescentou Mamede. Os cientistas agora podem fazer observações em um ambiente livre de células e, em seguida, verificar se o mesmo comportamento aparece nas células reais, disse ele.

Além disso, o sistema pode ser útil no desenvolvimento de medicamentos. "Você pode testar [novas drogas] mais facilmente com um desses sistemas simplificados do que com uma célula", disse Mamede ao Live Science. "Dessa forma, você pode ver mecanicamente o que ele realmente está fazendo com o vírus."


Recursos adicionais

Estruturas PDB

Publicamos duas estruturas representativas da estrutura da cápside do HIV-1. Para carregar essas estruturas no VMD, use o seguinte script:

RSV: O modelo de homologia do rede RSV imatura relatado em (Estrutura, 23: 1-12, 2015) está disponível aqui para download.

Trajetória da dinâmica molecular da estrutura do capsídeo 3J3Y.

Em (Nature, 497: 643-646, 2013), relatamos uma simulação de dinâmica molecular de 64 milhões de átomos da estrutura 3J3Y que revelou estabilidade como visto em uma trajetória de 100 ns. Esta afirmação é corroborada aqui através de instantâneos da trajetória em 50 ns, 60 ns,. 100 ns aos quais adicionamos, para fins de comparação, a entrada PDB 3J3Y. Os instantâneos podem ser visualizados por meio do VMD.

Para abrir a trajetória, basta usar VMD para abrir o arquivo PSF (Arquivo -> Nova Molécula -> HIVcapsid.pdf) e, em seguida, adicionar o arquivo dcd (Arquivo -> Carregar Dados na Molécula -> HIVcapsid.dcd).

O leitor pode inspecionar se a estrutura simulada de fato permanece estável e próxima da estrutura relatada na base de dados de proteínas. Mais detalhes da trajetória serão relatados em uma publicação futura.

Ao divulgar os dados de trajetória, seguimos o exemplo de David Shaw Research, que também divulgou dados de trajetória para o dobramento de proteínas, exceto que não exigimos registro e assinatura de uma licença. Esta última generosidade é simplesmente ditada pela nossa falta de respaldo legal, mas esperamos que o uso das trajetórias seja devidamente reconhecido por meio da referência explícita de uso das trajetórias e da Nature, 497: 643-646, 2013.

Os leitores que desejam realizar suas próprias simulações de dinâmica molecular devem consultar o site VMD, em particular o mini-tutorial para resolver grandes estruturas, bem como o site NAMD, em particular as instruções para executar NAMD para estruturas muito grandes . O programa NAMD é descrito aqui e sua aplicação em uma simulação de um sistema muito grande (100 milhões de átomos) baseado em NAMD 2.8 é descrito aqui.


Consideração especial em relação à alergia ao ovo

Pessoas com alergia a ovo podem receber qualquer vacina contra influenza apropriada para a idade recomendada e licenciada (IIV, RIV4 ou LAIV4) que de outra forma seja apropriada. Pessoas com histórico de alergia grave ao ovo (aquelas que tiveram qualquer sintoma diferente de urticária após exposição ao ovo) devem ser vacinadas em um ambiente médico, supervisionado por um profissional de saúde que seja capaz de reconhecer e controlar reações alérgicas graves. Duas opções de vacina contra a gripe completamente sem ovo (sem ovalbumina) estão disponíveis: vacina quadrivalente recombinante e vacina quadrivalente baseada em células.


Quais células são preferidas pelo vírus HIV para estabelecer uma infecção? - Biologia

A microscopia eletrônica de varredura e de força atômica foi usada pela primeira vez para ver a maturação do coronavírus associado à síndrome respiratória aguda grave na superfície da célula. A forma de superfície das células na infecção avançada exibia pseudópodes prolíficos que, além do resto da membrana plasmática, também eram locais ativos de liberação do vírus. A alta ampliação das partículas de vírus em maturação mostrou uma aparência de roseta com pontas curtas em forma de botão sob os microscópios de elétrons de varredura e de força atômica. A etapa final de expulsão das partículas virais em maturação parecia resultar em algumas rupturas na membrana plasmática. A rede do citoesqueleto ao longo da borda das células infectadas foi aumentada e pode estar envolvida no transporte e expulsão das partículas virais da progênie. O espessamento dos filamentos de actina na borda da célula forneceu a força de flexão para expulsar as partículas de vírus.

Um novo coronavírus humano foi identificado durante o recente surto de síndrome respiratória aguda grave (SARS) (14) O surto começou em novembro de 2002 no sul da China e depois se espalhou para Hong Kong, Vietnã, Canadá e Cingapura no início de 2003. As análises de sequência de vários isolados indicaram que o vírus é geneticamente distinto de todos os coronavírus conhecidos (57) A análise filogenética sugere que o coronavírus associado à SARS (SARS-CoV) não se encaixa nos três grupos atualmente conhecidos de coronavírus (1,5,6,8), o que sugere que este é um novo vírus, não um resultado de mutação ou recombinação de coronavírus conhecidos.

As infecções por coronavírus são comuns em animais domésticos e humanos (9) No entanto, os coronavírus humanos conhecidos freqüentemente causam sintomas semelhantes aos do resfriado, enquanto as infecções recentes causadas pelo SARS-CoV não. A taxa de mortalidade por infecções por SARS é de 7% a 10%, dependendo da idade dos pacientes (2).

SARS-CoV cresce bem em células Vero E6 (1,2,10) e entra nas células por fusão direta do envelope do vírus com a membrana plasmática (11) O processo de fusão envolvendo a glicoproteína S é independente do pH (12) Uma vez internalizado, o núcleo do vírus se desnuda, revelando nucleocapsídeos achatados, em forma de disco e com densidade de elétrons descritos como "em forma de donut" (10,11) Os nucleocapsídeos não revestidos são encontrados dentro de vacúolos de membrana dupla grandes e lisos, juntamente com espirais de membrana (11) Postula-se que essas espirais de membrana sejam complexos de replicação do vírus, uma vez que aparecem muito cedo (dentro de 30 minutos) após a infecção. Outros relatórios descreveram vesículas de membrana dupla como locais de replicação para coronavírus (cepa de Linder) (13), vírus da hepatite de camundongo (14) e vírus SARS (15) O período latente observado foi de 5 a 6 horas após a infecção (10) No entanto, um curto período de latência é comum entre os coronavírus (16).

As infecções por coronavírus podem ser citocidas para as células ou, em alguns casos, pode resultar em infecção persistente (17) O resultado da infecção depende das cepas de vírus e tipos de células. Ao contrário da infecção com o vírus da hepatite C-229E, em que a produção do vírus pode continuar por semanas sem qualquer expressão de efeitos citopáticos (18,19), a infecção com SARS-CoV produz partículas copiosas de progênie de vírus nas primeiras 12 h (10) O local de montagem do SARS-CoV foi nos complexos de Golgi, semelhante a relatórios anteriores para outros coronavírus (2022) Após a montagem, as partículas da progênie do vírus são transportadas em vesículas para a periferia da célula para liberação.

O objetivo deste estudo foi usar microscópios de elétrons de varredura e de força atômica para investigar mudanças na topografia da superfície de células infectadas com SARS-CoV no final da infecção. Os resultados podem ajudar a compreender melhor como o SARS CoV interage com as células infectadas no final da infecção. Até o momento, estudos de replicação no SARS-CoV foram realizados com microscopia eletrônica de transmissão, que mostrou mudanças intracelulares detalhadas durante a replicação em duas dimensões. A microscopia eletrônica de varredura e a microscopia de força atômica podem fornecer visualizações holísticas e tridimensionais à medida que a infecção progride.

Materiais e métodos

Células e vírus

O SARS-CoV (2003VA2774) usado para este estudo foi isolado de um paciente com SARS em Cingapura pelo Departamento de Patologia do Hospital Geral de Cingapura. O vírus foi cultivado em células Vero E6 (ATCC: C1008) no Instituto de Saúde Ambiental, Agência Ambiental Nacional, Cingapura. Infection of the cells grown on coverslips and subsequent fixation (5% glutaraldehyde) of the infected cells at appropriate times were performed at that institute. The microscopy work on the fixed infected cells was performed at the Electron Microscopy Unit, National University of Singapore.

Scanning Electron Microscopy

Vero cells were grown to 70% confluency on sterile glass coverslips in 24-well tissue culture plates before infection with 100 μL of SARS-CoV for 1 h (multiplicity of infection = 10). Maintenance media supplemented with 2% fetal calf serum was added to the wells, and the infected cells were incubated in 37°C incubator with 5% carbon dioxide.

At an appropriate time after infection, the infected cells on the coverslips were fixed with 5% glutaraldehyde overnight. The coverslips were washed with phosphate-buffered saline before postfixation in 1% osmium tetroxide for 1 h. The coverslips were then washed with distilled water and dehydrated through a series of increasing concentration (25%–100%) of ethanol. Cells on the coverslips were further subjected to critical point drying for 1.5 h and left in a 37°C oven overnight. Subsequently, the cells on the coverslips were sputter coated with gold (thickness of 10 nm) and viewed under the XL30 Field Emission Gun scanning electron microscope (FEI Company, Enidhoven, the Netherlands) at 10 kV.

Atomic Force Microscopy

Infected cells were processed similarly. Normally, samples for the atomic force microscopy should be subjected to minimal processing so that the samples are close to their natural condition. However, in view of the pathogenicity of SARS-CoV, only fixed and gold-coated samples were used for this study. The NanoScope IV MultiMode atomic force microscope was used (Veeco, Woodbury, NY). Forced modulation etched silicon probes were used for imaging (dry tapping mode) infected cells. Hard tapping using appropriate amplitude setpoints was performed with some samples to show subsurface structures.

Negative Staining

Purified virus fixed in 2.5% glutaraldehyde was put onto a formvar carbon-coated grid and allowed to adsorb for a few minutes before being stained with 1% phosphotungstenic acid for 1 min. The excess fluid was blotted and the grid left to dry before viewing under CM120 BioTwin TEM (FEI Company, Enidhoven, the Netherlands).

Resultados

Figure 1. Scanning electron (A) and atomic force (B) microscopy images of uninfected Vero cells. A) Under the scanning electron microscope, uninfected cells look relatively flat with minimal surface morphology. No pronounced pseudopodia.

Both scanning electron and atomic force microscopy showed that the uninfected Vero cells were flat and without prominent surface morphology (Figure 1). Pseudopodia, where present, were not extensive (Figure 1A and 1B).

Figure 2. Scanning electron microscopy of Vero E6 cells infected with severe acute respiratory syndrome–associated coronavirus at 15 h after infection. A) One pronounced surface morphologic change is the proliferation of psuedopodia at.

In the transmission electron microscopy studies (10,11,15), SARS-CoV replicated very rapidly and produced large amounts of virus after 6 h of infection. The scanning electron microscopy confirmed that, for some infected cells (15 h postinfection), a large quantity of extracellular virus was present (Figure 2A, arrowheads) on the whole cell surface. However, very few virus particles were on the neighboring cell (top right), indicating a nonsynchronous infection. The scanning electron microscopy images showed a holistic view of SARS-CoV–infected cells compared to ultrathin sections in transmission electron microscopy. Another virus-induced change clearly demonstrated by using the scanning electron microscopy was the proliferation of pseudopodia on the infected cells and in particular, at the edge of these cells (Figure 2A, arrows compared to Figure 1).

At higher magnification, progeny virus particles protruded at the cell periphery (Figure 2B, arrow). In the inset (boxed area), a virus particle was seen in the process of extrusion (arrow) after the fusion of the transport vesicle and the plasma membrane. The knoblike spikes surrounding the coronavirus were clearly visible (Figure 2C, arrows). SARS-CoV spikes appeared short and stubby (16–17 nm) when compared to those of other coronaviruses (20 nm). This feature gave the virus a rosettelike appearance when viewed under the scanning electron microscope (arrowheads indicate extruded virus particles). The average size of the extracellular virus particles was 100–130 nm. The gold sputter coating can also increase in the diameters of the virus particles.

Figure 3. Scanning electron microscopy of Vero E6 cells infected with severe acute respiratory syndrome–associated coronavirus at 24 h after infection. A) Cell surface is covered with extracellular progeny virus particles, and progeny.

From 15 to 24 h after infection, the virus was exported prolifically at the pseudopodia and cell surfaces (Figure 3A–C, arrows). The surface imaging clearly showed the profuse presence of extracellular virus (arrows). High magnification scanning electron microscopy images of the SARS-CoV form and structure (Figure 3C, arrows) appeared to correlate well with those images that used negative staining and TEM (Figure 3C, inset). The knoblike spikes were short and stubby in the negative staining image as well. Online Figure 3D (available at http://www.cdc.gov/ncidod/EID/vol10no11/04-0195-G3D.htm) shows virus particles were also exported out from the surface of the pseudopodia (arrows).

Figure 4. Atomic force microscopy of Vero cells infected with severe acute respiratory syndrome–associated coronavirus at 15 h after infection. A) At much higher resolution imaging of the edge of a cell, a.

A virus particle in the process of extrusion at the cell plasma membrane was captured with the atomic force microscope at 15 hours after infection. Although the proposed mechanism for export of the virus to the extracellular space is through fusion of the transport vesicle membrane at the cell surface, this process seemed to result in localized breaching at the plasma membrane, where the virus extrusion occurred (Figure 4A, thin arrows). Although fixed and gold-coated samples were used in this study, the atomic force microscope delivered high-resolution images. Unfortunately, the knoblike spikes for this virus were not well illustrated in Figure 4A. A three-dimensional reconstruction (Figure 4B) shows that the virus particle was extruding from a much-thickened cell periphery (arrows). The knoblike structures on the virus surface were further confirmed by atomic force microscopy (online Figure 4C, available at http://www.cdc.gov/ncidod/EID/vol10no11/04-0195-G4C.htm).

Figure 5. Vero cells infected with severe acute respiratory syndrome–associated coronavirus. A) An atomic force microscopy image of thickened, layered appearance of the edge of the cells (arrows), where active virus extrusion occurs.

The thickened edges of the infected cells were ruffled and appeared to comprise layers of folded membranes (Figure 5A and 5B and online Figure 5C, available at http://www.cdc.gov/ncidod/EID/vol10no11/04-0195-G5C.htm). The layered/folded effects at the edge of cells were pronounced in the height image under the atomic force microscopy and scanning electron micrographs. The arrowheads show the virus particles.

Figure 6. Atomic force microscopy of Vero cells infected with severe acute respiratory syndrome–associated coronavirus. A) High activity of virus extrusion at the thickened edge of the infected cells (arrow). Arrowheads indicate virus.

Virus particles could still be exported out of the puffy edge (Figure 6A, arrows). A three-dimensional reconstruction (Figure 6B) of the height image in Figure 6A shows puffy fronts of the cell edge (arrows) with many virus particles just underneath the surface awaiting extrusion. The large number of progeny virus particles at the cell edge may have resulted in this thickened appearance. Virus particles (arrowheads) were present on other parts of the cell surface as well.

Figure 7. Vero cells infected with severe acute respiratory syndrome–associated coronavirus at 15 h after infection. A and B) When the hard tapping mode of the atomic force microscope is used, thickened cell.

Closer examination of the virus-induced changes at the subcellular surfaces of the infected cells, by using the hard tapping mode under the atomic force microscope, showed the involvement of the cell cytoskeleton at late infection. In Figure 7A, gross thickening of the cell skeletal filaments was seen in the cytoplasm (arrowhead) and pseudopodia (arrows). At higher resolution, thickening of the filaments at the edge of cells was obvious (Figure 7B, arrows). These filaments, which ran parallel to the cell edge, could be the enhanced actin filaments, and together with the accumulated progeny virus particles, could have caused the bulky, puffy-cell periphery.

Discussão

By using transmission electron microscopy, recent studies (10,11) showed the entry events and prolific growth of SARS-CoV in Vero E6 cells. SARS-CoV enters the cell by direct fusion and has a latent period of only 6 h. High numbers of progeny virus particles assemble in the swollen Golgi sacs before export to the external surface.

Transmission electron microscopy of ultrathin sections gave good intracellular information but was not able to give a gross morphologic landscape of the infected cells. Surface topographic changes induced by SARS-CoV at maturation and late stages of infections were the focus of this study. The virus-induced modifications at the cell surface or subcellular surface could relate to the eventual destruction of the infected cells as well as shed light on the extrusion mechanism of the progeny virus particles from the cell surface.

Scanning electron microscopy, an established technique, gives a three-dimensional overview of the virus and the infected cell surfaces. Another high-resolution technology used in this study is the atomic force microscope, which gives atomic resolution. It is also gaining popularity in areas of life science research (2329) Most of these studies were on purified macromolecules. However, the atomic force microscopy has also gained a foothold in virology in recent years (3033) A recent study on HIV and HIV-infected lymphocytes (34) demonstrated the strength of this technique for virology.

The application of these two selected techniques to study the late SARS virus–induced changes in Vero cells was rewarding. The SARS-CoV knobby/rosettelike structures were seen in a three-dimensional form under the scanning electron and atomic microscopy (Figures 2B, 2C, 4A). The spikes seemed shorter (16–17 nm) than those of other coronaviruses. At this stage, it is speculative if this could be due to the lack of the hemagglutinin-esterase protein (8,35) in the spike glycoprotein of this virus. Further structural and functional studies should be performed to investigate this aspect and its relation to virus virulence.

The scanning electron microscopy studies showed prolific SARS-CoV on infected cell surface 15 hours after infection. Unlike ultrathin sectioning in transmission electron microscopy, the scanning techniques allow cell and virus surfaces to be viewed without invasive manipulation. In addition to the large amount of extracellular virus particles on most cells, proliferation of the pseudopodia in the infected cells was pronounced (Figure 2A compared to Figure 1). These pseudopodia increase the surface area of the cells as active maturation sites of virus (Figures 3A and 3B).

Although the scanning electron microscope was able to show virus particles in the process of extruding (Figure 2B, Figure 3A and B) from the cells, the image derived with the atomic force microscope was superior in resolution. A virus particle was seen pushing out of the cell plasma membrane (Figure 4A), which resulted in localized loss of membrane integrity at the site. Since prolific extrusion of the progeny virus particles occurred at this late stage of infection, the frequent loss of plasma membrane integrity could compromise the physiologic status of the infected cells and lead to cell death.

Fifteen h after infection, ruffled, puffy infected cell peripheries were demonstrated (Figures 4B, 5, and 6) and not seen in uninfected cells (Figure 1). This feature was not obvious under the transmission electron microscopy (11) Subcellular imaging of the thickened edge of the cells showed numerous progeny virus particles awaiting extrusion (Figure 6B, arrows). The actin filaments that were parallel to the cell edge appeared to have thickened (Figures 7A and B compared to Figures 1A and lB). The enhanced presence of the actin filaments could assist in providing the bending force to expel the progeny virus particles to the exterior. Bohn and colleagues (36) suggested that the forces resulting from the vectorial growth of the actin filaments contributed to membrane bending at the site of virus maturation. Actin filaments have also been reported to be directly involved in the budding of both enveloped DNA and RNA viruses (3740).

In summary, the cellular cytoskeleton network is involved in the SARS-CoV maturation and possibly replication process. The constant loss of membrane integrity attributable to the prolific progeny virus extrusion resulted in disintegration of infected cells.

Dr. Ng is an associate professor at the Department of Microbiology, National University of Singapore. Her research interests are virology (main focus is on flaviviruses) and microscopy techniques.


HIV/AIDS

The human immunodeficiency virus (HIV) targets cells of the immune system, called CD4 cells, which help the body respond to infection. Within the CD4 cell, HIV replicates and in turn, damages and destroys the cell. Without effective treatment of a combination of antiretroviral (ARV) drugs, the immune system will become weakened to the point that it can no longer fight infection and disease.

Acquired immunodeficiency syndrome (AIDS) is a term that applies to the most advanced stages of HIV infection. It is defined by the occurrence of any of the more than 20 life-threatening cancers or &ldquoopportunistic infections&rdquo, so named because they take advantage of a weakened immune system. AIDS was a defining feature of the earlier years of the HIV epidemic, before antiretroviral therapy (ART) became available. Now, as more and more people access ART, most people living with HIV do not progress to AIDS. However, it is more likely to occur in people with HIV who have not been tested, in people who are diagnosed at a late stage of infection, and in people who are not taking ART.

For people living with HIV who are not diagnosed or taking ART, signs of HIV-related illness may develop within 5&ndash10 years, although it can be sooner. The time between HIV transmission and an AIDS diagnosis is usually 10-15 years, but sometimes longer. There a very small number of people who have managed to control the HIV infection without ART and are called &lsquoelite-controllers&rsquo. This situation is very rare and most people will need ART to avoid becoming ill.

HIV is found in certain bodily fluids of people living with HIV, including blood, semen, vaginal fluids, rectal fluids and breastmilk. HIV can be transmitted by:

If a person living with HIV is on ART, which effectively suppresses HIV in the body, their chance of transmitting HIV to another person is greatly reduced.

While there is no cure for HIV infection, it can be treated using antiretroviral drugs, which work by stopping the replication of the virus. ART can reduce the level of virus to such low levels in the body that the immune system will function normally, and a person living with HIV can enjoy good health, provided they adhere to treatment and the treatment remains effective. People living with HIV are also much less likely to transmit the virus to others when treatment is working.

Evidence from several studies show that people living with HIV who have an &ldquoundetectable&rdquo viral load cannot pass HIV on to others. A person is &ldquoundetectable&rdquo when ART has reduced the level of virus in their body to such low levels that it cannot be detected by normal viral load tests. Monitoring of viral load, and confirmation of an undetectable viral load, needs to be undertaken by a healthcare professional as part of the routine medical care for people with HIV. In many low- and middle-income countries, viral load tests are not consistently or routinely available, so many people do not benefit from the knowledge that they are undetectable. They can be assured, however, that the risk of transmitting HIV is greatly reduced when they adhere to treatment, and when treatment is started without delay.

ART allows people with HIV to live long and healthy lives by ensuring that their immune system remains healthy. In certain settings, however, many people living with HIV remain undiagnosed, not on treatment, or not taking consistent treatment, and, as a result their HIV disease progresses.

Tuberculosis (TB) is the number one cause of death among people living with HIV in Africa, and a leading cause of death among people living with HIV worldwide. Routine TB-symptom screening and early initiation of ART can greatly improve the health outcomes of people living with HIV. Other common HIV coinfections include hepatitis B and C in some populations.

HIV infection can result in a range of health problems. As people living with HIV age and live longer, non-AIDS defining illnesses are becoming more common. These include heart disease, cancer and diabetes.

Testing for HIV is the only way to know if a person has HIV or not. HIV can be diagnosed using rapid diagnostic tests that provide results within minutes. However, such results should only be considered as a full diagnosis following review and confirmation by a qualified health worker.

Knowledge of one&rsquos HIV-positive status has two important benefits:

  • People who test positive can take steps to get treatment, care and support before symptoms appear, which can prolong life and prevent health complications for many years.
  • People who are aware of their status can take precautions to prevent the transmission of HIV to others.

WHO recommends that HIV tests be made available in all health facilities, in key community settings and at home via self-testing.

The main routes of HIV transmission include unsafe sex without condoms, receiving blood transfusions or other blood products contaminated with HIV, sharing of needles and syringes and other injecting equipment, being exposed to HIV through contaminated surgical and other skin piercing equipment and vertical transmission from mothers with HIV to their children. HIV is fully preventable different interventions exist to stop transmission.

However, many people are not accessing necessary information and skills to prevent HIV. In some cases, major legal and social barriers prevent people from accessing effective prevention services and measures. Some populations are at higher risk of HIV infection, including men who have sex with men people who inject drugs people in prisons and other closed settings sex workers and their clients and transgender people. These populations are referred to as &lsquokey populations&rsquo, who are often marginalized in communities and experience major barriers in accessing HIV prevention and treatment and other health services. In some settings, other populations may be particularly vulnerable to HIV infection, such as adolescent girls in southern Africa.

Globally, HIV is mainly transmitted through unprotected vaginal and anal sex. Several methods can be used to prevent this from happening. It is recommended that a combination of effective prevention interventions be used, including:

HIV infection is more likely to occur if another a person has an STI and vice-versa. The probability of infection by HIV or other sexually transmitted pathogens significantly increases when people engage in risky sexual behaviours (e.g. no condom use, unprotected sex with multiple partners sex under the influence of drugs and alcohol). Additionally, sores and inflammations from some STIs facilitate HIV infection. Evidence indicates that genital herpes (HSV-2) almost triples the risk of acquiring HIV in both men and women. Also, women living with HIV are at high risk of human papillomavirus (HPV) infection and are 6 times more likely to develop cervical cancer, among several other examples.

Harm reduction interventions aim to reduce the harms associated with injecting drug use, including HIV and viral hepatitis without necessarily stopping drug use. The provision of sterile needle/syringes and other injecting equipment through needle/syringe programmes helps people who inject drugs to use a sterile needle/syringe at each injection, reducing their risk of HIV. Opioid substitution therapy (OST) is an evidence-based treatment for opioid dependence which reduces HIV risk and has other health benefits.

HIV can be transmitted from a mother to her child during pregnancy, labour, delivery or breastfeeding. But such vertical transmission can be prevented with effective interventions, including the use of ART by the mother and a short course of antiretroviral drugs for the baby. Other effective interventions include measures to prevent HIV acquisition in pregnant woman, prevent unintended pregnancies in women with HIV and appropriate breastfeeding practices. HIV testing services should be integrated into maternal and child health services, so that they women at risk can readily access testing. Pregnant women and mothers diagnosed with HIV should receive ART as soon as possible, so that their children are born free from HIV.

Pre-exposure prophylaxis, or PrEP, is a course of antiretroviral drugs that HIV-negative people can take to prevent HIV acquisition. When taken as recommended, it can practically eliminate the chance of acquiring HIV. PrEP is recommended for populations who are at higher risk of HIV. These groups may include men who have sex with men, sex workers, people who use drugs, and young women in southern Africa.

Male circumcision reduces the risk of sexual transmission from a woman to a man by around 60%. A one-time intervention, medical male circumcision provides life-long partial protection against HIV, as well as other sexually transmitted infections. It should always be considered as part of a comprehensive HIV prevention package, and should never replace other known methods of prevention, such as female and male condoms.

When used correctly and consistently every time a person has sex, condoms are among the most effective means of preventing HIV infection in women and men.

No, there is currently no cure for HIV. Science is moving at a fast pace, and there have been two people who have achieved a &lsquofunctional cure&rsquo by undergoing a bone marrow transplant for cancer with re-infusion of new CD4 T cells that are unable to be infected with HIV. However, neither a cure nor a vaccine is available to treat and protect all people currently living with or at risk of HIV. But with good and continued adherence to ART, HIV infection can be contained and managed as a chronic health condition. In all parts of the world, people living with HIV are now surviving and thriving into old age.

While ART helps the immune system stay strong, people living with HIV can benefit from counselling and psychosocial support to ensure that they are truly &ldquoliving well&rdquo with HIV. HIV is manageable, but it is a life-long chronic illness, and people may need support with their mental health and with lifestyle changes to support good health through life. Access to good nutrition, safe water and basic hygiene can also help people living with HIV to maintain a good quality of life. As with the general community, people living with HIV may experience a broad range of other health conditions that may need treatment and care. A people-centred approach to health care, particularly through primary health services, aims to deliver comprehensive health services to people living with HIV, in which all their health issues are addressed.


How Do Viruses Infect Cells?

  • Contributed by Shannan Muskopf
  • High School Biology Instructor at Granite City School District
  • Sourced from Biology Corner

Viruses are nonliving organisms that can infect the cells of living organisms. Viruses are usually specific to the host. For example, the chickenpox virus infects humans, but does not infect dogs. Some viruses can jump species, like the swine flu which originated in pigs and then jumped to human hosts. Viruses make a person sick when they get into the cells and make more viruses, which kills the cells. As the virus multiplies, your immune system attempts to find the viruses and the cells infected and kill them before they can make more viruses. This &ldquowar&rdquo is what makes you feel bad and causes symptoms like running nose, fever, and congestion.


Viruses have a wide variety of shapes, but most follow the same basic pattern. Each has an envelope with proteins. These proteins act like a key where they attach to the host cell. A respiratory virus like the common cold enters the body when you breath in particles or transfer it from surfaces to your eyes or nose. Once inside the body, the virus proteins attach to the cell surface and the cell takes in the virus where it then releases its contents. Those contents include DNA that will integrate with the host DNA and change the cell&rsquos activities, causing it to make more viruses using the cell&rsquos own machinery. These newly assembled viruses leave the cell and then infect other cells.


1. Label the stages of infection on the image (use the underlined words above).

2. Why is it that a virus that infects humans, is not likely to infect a dog or a cat?

3. What eventually stops the spread of the virus in the host?

4. What occurs after DNA is released into the host cell?

5. The virus uses the cell&rsquos machinery to do what?

Virus Coloring

The envelope of the virus contains proteins that can be used to attach to the host cell. These proteins are actually what is used to name viruses. For example. H1N1, is the name for a flu virus that has a particular set of proteins. These proteins can be used to attach to the cell surface and gain entry. Color the viral envelope (A) yellow and the attached proteins (B) red.

All viruses contain a genetic sequence inside another inner shell called the capsid. This genetic sequence is made of DNA (deoxyribonucleic acid) in some viruses, but other viruses might contain a similar molecule called RNA. Once the virus is taken into the cell, the capsid opens and releases the DNA. The space between the capsid and the envelope also contains proteins and is called the tegument. Color the capsid (C) green and the DNA (D) blue and the tegument (E) purple.

DNA released into the cell integrates with the cell&rsquos DNA. From there, the virus controls the cell and makes the cell produce more virus particles. When the process is completed, the cell will release the new viruses which will then infect other cells.


What Is HIV Drug Resistance?

Drug resistance can be a cause of treatment failure for people living with HIV. As HIV multiplies in the body, it sometimes mutates (changes form) and produces variations of itself. Variations of HIV that develop while a person is taking ART can lead to drug-resistant strains of HIV.

With drug resistance, HIV medicines that previously controlled a person’s HIV are not effective against new, drug-resistant HIV. In other words, the HIV medicines can't prevent the drug-resistant HIV from multiplying. Drug resistance can cause HIV treatment to fail.

A person can initially be infected with drug-resistant HIV or develop drug-resistant HIV after starting HIV medicines. Drug-resistant HIV also can spread from person to person. Drug-resistance testing identifies which, if any, HIV medicines won’t be effective against your specific strain of HIV. Drug-resistance testing results help determine which HIV medicines to include in an HIV treatment regimen.

Taking HIV medication every day, exactly as prescribed helps prevent drug resistance. Read more about drug resistance in this fact sheet from HIVinfo.