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A palavra vírus apareceu em 1599 e originalmente significava “veneno”.
Uma forma muito precoce de vacinação conhecida como variolação foi desenvolvida há vários milhares de anos na China. Envolveu a aplicação de materiais de portadores de varíola, a fim de imunizar outros. Em 1717 Lady Mary Wortley Montagu observou a prática em Istambul e tentou popularizá-la na Grã-Bretanha, mas encontrou uma resistência considerável. Em 1796 Edward Jenner desenvolveu um método muito mais seguro, usando a varíola bovina para imunizar com sucesso um jovem rapaz contra a varíola, e esta prática foi amplamente adotada. Seguiram-se vacinações contra outras doenças virais, incluindo a bem sucedida vacinação contra Raiva por Louis Pasteur em 1886. A natureza dos vírus, entretanto, não era clara para estes pesquisadores.
Em 1892, o biólogo russo Dmitry Ivanovsky usou um filtro Chamberland para tentar isolar as bactérias que causavam a doença do mosaico do tabaco. Suas experiências mostraram que extratos de folhas trituradas de plantas de tabaco infectadas permaneceram infecciosas após a filtração. Ivanovsky relatou que um minúsculo agente infeccioso ou toxina, capaz de passar o filtro, pode estar sendo produzido por uma bactéria.
Em 1898 Martinus Beijerinck repetiu o trabalho de Ivanovski mas foi mais longe e passou o “agente filtrante” de planta para planta, encontrou a ação não diminuída, e concluiu que era infeccioso – replicando-se no hospedeiro – e, portanto, não uma mera toxina. Ele chamou-lhe contagium vivum fluidum. A questão se o agente era um “fluido vivo” ou uma partícula ainda estava aberta.
Em 1903 foi sugerido pela primeira vez que a transdução por vírus poderia causar câncer. Em 1908 Bang e Ellerman mostraram que um vírus filtrável poderia transmitir leucemia de galinha, dados ignorados em grande parte até a década de 1930, quando a leucemia tornou-se considerada cancerígena. Em 1911 Peyton Rous relatou a transmissão de sarcoma de galinha, um tumor sólido, com um vírus, e assim Rous tornou-se “pai da virologia do tumor”. O vírus foi mais tarde chamado Rous sarcoma vírus 1 e entendido como sendo um retrovírus. Vários outros retrovírus causadores de câncer foram descritos desde então.
A existência de vírus que infectam bactérias (bacteriófagos) foi reconhecida pela primeira vez por Frederick Twort em 1911, e, independentemente, por Félix d’Herelle em 1917. Como as bactérias podiam ser facilmente cultivadas em cultura, isto levou a uma explosão da pesquisa virológica.
A causa da devastadora pandemia de gripe espanhola de 1918 inicialmente não era clara. No final de 1918, cientistas franceses mostraram que um “vírus de passagem” poderia transmitir a doença a pessoas e animais, cumprindo os postulados de Koch.
Em 1926 foi mostrado que a escarlatina é causada por uma bactéria infectada por uma certa bacteriófaga.
Embora os vírus vegetais e bacteriófagos possam ser cultivados com relativa facilidade, os vírus animais normalmente requerem um animal hospedeiro vivo, o que complica imensamente o seu estudo. Em 1931 foi demonstrado que o vírus da gripe podia ser cultivado em ovos de galinha fertilizados, um método que ainda hoje é usado para produzir vacinas. Em 1937, Max Theiler conseguiu cultivar o vírus da febre amarela em ovos de galinha e produziu uma vacina a partir de uma estirpe atenuada do vírus; esta vacina salvou milhões de vidas e ainda hoje é utilizada.
Max Delbrück, um importante investigador na área de bacteriófagos, descreveu o “ciclo de vida” básico de um vírus em 1937: em vez de “crescer”, uma partícula do vírus é montada a partir de seus pedaços constituintes em uma única etapa; eventualmente ela deixa a célula hospedeira para infectar outras células. A experiência Hershey-Chase em 1952 mostrou que apenas o DNA e não a proteína entra numa célula bacteriana após a infecção com o bacteriófago T2. A transdução de bactérias por bacteriófagos foi descrita pela primeira vez no mesmo ano.
Em 1949 John F. Enders, Thomas Weller e Frederick Robbins relataram o crescimento de poliovírus em células embrionárias humanas cultivadas, o primeiro exemplo significativo de um vírus animal cultivado fora de animais ou ovos de galinha. Este trabalho ajudou Jonas Salk a derivar uma vacina contra a pólio a partir de vírus desativados da pólio; esta vacina mostrou-se eficaz em 1955.
O primeiro vírus que poderia ser cristalizado e cuja estrutura poderia, portanto, ser elucidada em detalhes foi o vírus do mosaico do tabaco (TMV), o vírus que tinha sido estudado anteriormente por Ivanovski e Beijerink. Em 1935, Wendell Stanley conseguiu sua cristalização para microscopia eletrônica e mostrou que ele permanece ativo mesmo após a cristalização. Imagens claras de difração de raios X do vírus cristalizado foram obtidas por Bernal e Fankuchen em 1941. Com base nessas imagens, Rosalind Franklin propôs a estrutura completa do vírus do mosaico do tabaco em 1955. Também em 1955, Heinz Fraenkel-Conrat e Robley Williams mostraram que o RNA purificado do TMV e sua proteína capsid (revestimento) pode se auto-montar em viriões funcionais, sugerindo que este mecanismo de montagem também é usado dentro da célula hospedeira, como Delbrück havia proposto anteriormente.
Em 1963, o vírus da hepatite B foi descoberto por Baruch Blumberg, que passou a desenvolver uma vacina contra a hepatite B.
Em 1965, Howard Temin descreveu o primeiro retrovírus: um vírus cujo genoma do RNA foi transcrito em DNA complementar (cDNA), depois integrado no genoma do hospedeiro e expresso a partir desse modelo. A enzima viral transcriptase reversa, que junto com a integrase é um traço distintivo do retrovírus, foi descrita pela primeira vez em 1970, independentemente por Howard Temin e David Baltimore. O primeiro retrovírus que infectou humanos foi identificado por Robert Gallo em 1974. Mais tarde foi descoberto que a transcriptase reversa não é específica dos retrovírus; retrotransposições que codificam a transcriptase reversa são abundantes nos genomas de todos os eucariotas. Dez a quarenta por cento do genoma humano deriva de tais retrotransposões.
Em 1975 o funcionamento do oncovírus foi consideravelmente esclarecido. Até aquela época, pensava-se que esses vírus carregavam certos genes chamados oncogenes que, quando inseridos no genoma do hospedeiro, causariam câncer. Michael Bishop e Harold Varmus mostraram que o oncogene do vírus do sarcoma rous não é de fato específico do vírus, mas está contido no genoma de animais saudáveis de muitas espécies. O oncovírus pode ativar este proto-oncogene benigno pré-existente, transformando-o em um verdadeiro oncogene que causa câncer.
1976 viu o primeiro surto registrado de doença do vírus Ebola, uma doença altamente letal transmitida por vírus.
Em 1977, Frederick Sanger conseguiu o primeiro sequenciamento completo do genoma de qualquer organismo, o bacteriófago Phi X 174. No mesmo ano, Richard Roberts e Phillip Sharp mostraram independentemente que os genes dos adenovírus contêm introns e, portanto, requerem emenda de genes. Mais tarde percebeu-se que quase todos os genes de eucariotas também contêm introns.
Uma campanha mundial de vacinação liderada pela Organização Mundial de Saúde da ONU resultou na erradicação da varíola em 1979.
Em 1982, Stanley Prusiner descobriu os priões e mostrou que eles causavam tremor epizoótico.
Os primeiros casos de AIDS foram relatados em 1981, e o HIV, o retrovírus causador, foi identificado em 1983 por Luc Montagnier, Françoise Barré-Sinoussi e Robert Gallo. Foram desenvolvidos testes que detectaram a infecção pelo HIV através da detecção da presença de anticorpos anti-HIV. Os enormes esforços de pesquisa subsequentes transformaram o HIV no vírus mais bem estudado. O vírus do herpes humano 8, a causa do sarcoma de Kaposi que é frequentemente visto em doentes com SIDA, foi identificado em 1994. Vários medicamentos anti-retrovirais foram desenvolvidos no final dos anos 90, diminuindo drasticamente a mortalidade por SIDA nos países desenvolvidos. O tratamento que existe para o HIV inclui uma multitude de diferentes medicamentos colectivamente denominados Terapia Anti-retroviral Altamente Activa (HAART). A HAART ataca muitos aspectos diferentes do vírus HIV, reduzindo eficazmente os seus efeitos abaixo do limite de detecção. No entanto, quando a administração da HAART é descontinuada, o HIV irá recuperar. Isto porque a HAART não ataca as células HIV infectadas latentemente, que podem reativar.
O vírus da Hepatite C foi identificado usando novas técnicas de clonagem molecular em 1987, levando a testes de triagem que reduziram drasticamente a incidência de hepatite pós-transfusão.
As primeiras tentativas de terapia genética envolvendo vetores virais começaram no início dos anos 80, quando retrovírus foram desenvolvidos que poderiam inserir um gene estranho no genoma do hospedeiro. Eles continham o gene estranho mas não continham o genoma viral e, portanto, não podiam se reproduzir. Testes em ratos foram seguidos por testes em humanos, começando em 1989. Os primeiros estudos em humanos tentaram corrigir a imunodeficiência combinada grave da doença genética (SCID), mas o sucesso clínico foi limitado. No período de 1990 a 1995, a terapia genética foi experimentada em várias outras doenças e com diferentes vetores virais, mas ficou claro que as expectativas inicialmente altas foram exageradas. Em 1999, um novo revés ocorreu quando Jesse Gelsinger, de 18 anos, morreu em um ensaio de terapia gênica. Ele sofreu uma resposta imunológica severa depois de ter recebido um vetor adenovírus. O sucesso na terapia genética de dois casos de SCID ligados ao X foi relatado em 2000.
Em 2002 foi relatado que o poliovírus tinha sido sinteticamente montado no laboratório, representando o primeiro organismo sintético. A montagem do genoma da base 7741 a partir do zero, começando com a sequência de RNA do vírus publicada, levou cerca de dois anos. Em 2003 foi mostrado um método mais rápido para montar o genoma de 5386-base do bacteriófago Phi X 174 em duas semanas.
O mimivírus gigante, em algum sentido um intermediário entre pequenos procariotas e vírus comuns, foi descrito em 2003 e sequenciado em 2004.
A estirpe do vírus Influenza A subtipo H1N1 que matou até 50 milhões de pessoas durante a pandemia da gripe espanhola em 1918 foi reconstruída em 2005. A informação da sequência foi dividida a partir de amostras de tecido preservado das vítimas da gripe; o vírus viável foi então sintetizado a partir desta sequência. A pandemia de gripe de 2009 envolveu outra estirpe de Influenza A H1N1, comumente conhecida como “gripe suína”.
Por volta de 1985, Harald zur Hausen tinha mostrado que duas estirpes de papilomavírus humano (HPV) causavam a maioria dos casos de câncer cervical. Duas vacinas de protecção contra estas estirpes foram lançadas em 2006.
Em 2006 e 2007 foi reportado que a introdução de um pequeno número de genes específicos de factor de transcrição nas células normais da pele de ratos ou humanos pode transformar estas células em células estaminais pluripotentes, conhecidas como células estaminais pluripotentes induzidas. A técnica utiliza retrovírus modificados para transformar as células; este é um problema potencial para a terapia humana uma vez que estes vírus integram os seus genes num local aleatório no genoma do hospedeiro, o que pode interromper outros genes e potencialmente causar cancro.
Em 2008, foi descrito o virofago Sputnik, o primeiro virofago conhecido: utiliza a maquinaria de um vírus ajudante para reproduzir e inibir a reprodução desse vírus ajudante. O Sputnik reproduz em ameba infectada por mamavírus, um parente do mimivírus mencionado acima e o maior vírus conhecido até hoje.
Um retrovírus endógeno (ERV) é um elemento viral no genoma que foi derivado de um retrovírus cujo genoma foi incorporado no genoma da linha germinal de algum organismo e, portanto, é copiado a cada reprodução desse organismo. Estima-se que cerca de 9% do genoma humano tenha origem em ERVs. Em 2015 foi demonstrado que as proteínas de um ERV são activamente expressas em embriões humanos com 3 dias de vida e parecem desempenhar um papel no desenvolvimento embrionário e proteger os embriões da infecção por outros vírus.
Desde a invenção do Org-on-a-chip em 2010, a abordagem da engenharia encontrou aplicação no estudo de muitas doenças. A abordagem também foi introduzida à virologia e modelos de chips estão sendo desenvolvidos. Exemplos incluem a invenção do modelo Influenza pelo grupo Donald E. Ingber, a invenção do modelo da doença do vírus Ebola pelo grupo Alireza Mashaghi, e a invenção do modelo da hepatite viral pelo grupo Marcus Dorner. A abordagem do chip de órgão provavelmente substituirá modelos animais para virologia humana.