Replicacion Viral

MVZ Gerardo Arcila Lopez-Tello
UIMSA-FESC-UNAM

Los virus carecen de la maquinaria enzimatica necesaria para reproducirse, razon por la cual utilizan a las celulas para crear nuevos virus y perpetuar asi su informacion genetica. A pesar de la gran diversidad que existe entre las diferentes familias virales, el ciclo de replicacion se puede resumir en los siguientes puntos:

1.- Reconocimiento y adherencia.
Se da por la interacción iónica independiente de temperatura. Los ligandos virales reconocen receptores celulares, que pueden ser proteínas, carbohidratos o lípidos sobre la membrana celular. Las celulas sin los receptores adecuados no son susceptibles o permisibles para la replicación.

2.- Penetración.
Los virus penetran en su célula blanco por diferentes procesos, dependiendo de la naturaleza del virión:
Virus Envueltos:
a) Fusión con la membrana celular. La nucleocapside se libera directamente en el citoplasma. (Ej. Paramyxo, Herpes)
b) Endocitosis. Se forman invaginaciones en la membrana citoplasmática, estas son internalizadas y posteriormente acidificadas, momento en el que el virus libera sus componentes en el citoplasma. (Ej. Orthomyxo, Toga, Rhabdo)
Virus Desnudos:
a) Endocitosis. (Ej. Adeno, Reo)
b) Traslocación. Paso directo del genoma viral al citoplasma. (Ej. Picorna, Adeno, Reo)

3.- Denudación.
Una vez dentro del citoplasma el genoma viral debe ser al menos parcialmente liberado de las proteínas de la nucleocapside. Los virus ARN envueltos que entran por fusión de membrana o mediante endocitosis, el genoma viral comienza a transcribirse cuando aun se encuentra asociado a la nucleocapside. En los reovirus (virus icosahedricos desnudos), solo algunas proteínas son removidas y el genoma viral se expresa sin siquiera salir de la nucleocapside. Para la mayoría de los virus la denudación es completa. Para algunos virus que se replican en el núcleo, la denudación se completa en este sitio y no en el citoplasma.

4.- Transcripción.
Los virus ARN de una sola banda de sentido positivo se unen directamente a los ribosomas y se traducen completa o parcialmente sin necesidad de ningún paso previo a la transcripción. Las partes restantes de los genomas víricos precisan la transcripción en un ARNm. En el caso de los virus ADN que se replican en el núcleo esta función la realiza la ARN polimerasa II dependiente de ADN celular. Los demás virus precisan transcriptasas únicas y especificas codificadas por el virus. Los virus ADN de Doble banda que se replican en citoplasma poseen una ADN polimerasa dependiente de ADN, los virus ARN de doble banda tienen una ARN polimerasa dependiente de ARN de doble banda y los virus ARN de una sola banda de sentido negativo tienen una ARN polimerasa dependiente de ARN de una sola banda.
En todos los virus ADN debe transcribirse un ARNm por la polimerasa. Las distintas partes del genoma se transcriben de un modo secuencial, primero los denominados genes tempranos y después los genes tardíos. Los virus de las distintas familias se diferencian en la utilización de una transcriptasa celular o vírica, dependiendo si se replican en el núcleo o en el citoplasma. Existen cuatro estrategias de expresión del genoma Vírico.
ADN de Doble Banda, Transcriptasa celular.- En esta categoría se encuentran los Papovavirus, Adenovirus y Herpesvirus, de los cuales su genoma se transcribe en el núcleo.
ADN de Doble Banda, Transcriptasa Viral.- En esta categoría se encuentran los Poxvirus y Asfarvirus que se replican en el citoplasma.
ADN de Banda Sencilla, Transcriptasa celular.- Estos virus (Parvovirus y Circovirus) precisan de la síntesis de una cadena complementaria dando lugar a un ADN de doble banda que posteriormente transcribe en núcleo.
ADN de Doble Banda parcial, transcriptasa celular y ADN polimerasa del virión.- La porción de ADN de una sola banda del genoma de los Hepadnavirus es reparada en primer lugar por un ADN polimerasa asociada al virión, convirtiendo el ADN en un ADN de doble banda superenrollado. A continuación tiene lugar la transcripción de un ARNm por un ADN polimerasa II celular.

5.- Traducción.
Los ARNm monocistronicos virales, cubiertos poliadenilados y procesados se unen a los ribosomas y se traducen en proteínas.
Proteínas tempranas.- Estas son traducidas a partir de los transcritos tempranos de los virus ADN que incluyen enzimas y otras proteínas necesarias para la replicación del acido nucleico viral así como proteínas que inhiben síntesis proteica de la célula.
Proteínas Tardías.- Estas se traducen de un ARNm tardío, la mayor parte del cual se transcribe a partir de las moléculas de acido nucleico de la progenie viral. La mayor parte de las proteínas tardías son proteínas víricas estructurales y frecuentemente se sintetizan en exceso. Algunas de ellas también actúan como proteínas reguladoras, modulando la transcripción o traducción de genes celulares o genes víricos tempranos.

6.- Migración de Proteínas.
Las proteínas virales una vez sintetizadas deben migrar a distintas partes de la célula en que se requieren, como por ejemplo volver al núcleo en el caso de los virus que se replican en el. En el caso de las glicoproteinas los polipéptidos son traducidos en ribosomas ligados al retículo endoplasmico rugoso y a medida que las proteínas avanzan por las vesículas del complejo de Golgi hacia la membrana plasmática, tienen lugar secuencialmente varias modificaciones simultaneas (adición y sustracción de azucares y corte por enzimas proteo líticas).

7.-Maduración del Virión.
De la diversidad de familias virales que afectan vertebrados, solo tres tipos de nucleocapside se encuentran: Compleja, helicoidal e icosaedrica. Poco se sabe de los mecanismos moleculares que controlan el ensamblaje.
Virus Icosaedricos.- Las proteínas estructurales de estos virus se asocian espontáneamente formando capsómeros que se autoensamblan formando procapsides vacías en cuyo interior se empaqueta el acido nucleico viral. La terminación del virión que generalmente conlleva a cortar de una a más proteínas de la cápside.
Virus Helicoidales.- Las nucleocapside helicoidales (únicamente virus ARN) migran a la membrana celular donde las glicoproteinas virales se han concentrado. A través de la interacción entre la nucleocapside y las glicoproteinas virales, esta es envuelta por la membrana celular en un proceso llamado gemación.
Virus envueltos.- Todos los virus de los mamíferos con nucleocapside helicoidal, así como con nucleocapside icosaedrica, adquieren su envoltura por gemación a través de las membranas celulares. Cabe mencionar que las proteínas del hospedero son excluidas de la membrana y el resultado es una envoltura que contiene solo glicoproteinas virus codificadas. Las membranas que comúnmente toman los virus son membrana citoplasmática (Paramyxoviridae, Orthomyxoviridea y Rabdoviridae), membranas intracelulares (aparato de Golgi, retículo endoplásmico y en el caso de virus ADN, del núcleo).

8.- Liberación.
Existen dos mecanismos básicos de liberación de los viriones maduros desde la mayoría de las celulas. La mayoría de los virus sin envoltura que se acumulan en el citoplasma o núcleo se liberan inicialmente por lisis celular, esto puede ocurrir poco tiempo después de finalizar la replicación viral (picornavirus) o lentamente por un proceso de degeneración y muerte celular (parvovirus). Por el contrario, la mayor parte de los virus con envoltura se liberan por gemación, proceso que puede tener lugar durante un periodo de tiempo prolongado sin producir un daño excesivo en las celulas. No obstante algunos virus con envoltura que se liberan por gemación son cito líticos (alfaherpesvirus). Los ortopoxvirus pueden ser liberados como virus envueltos por gemación a través de la membrana plasmática o como virus sin envoltura por lisis celular, siendo infecciosas ambas formas.

Leucemia Viral Felina

Leucemia Viral Felina.


MVZ. Gerardo Arcila López-Tello.
Unidad de Investigación Multidisciplinaria
en Salud Animal. FESC-UNAM.

En 1964 William Jarret logró el primer aislamiento del Virus de la Leucemia felina (FeLV) a partir de linfoblastos malignos de un gato con linfoma de ocurrencia natural. A partir de ese momento se comenzó a demostrar que el virus estaba relacionado con diferentes condiciones clínicas malignas y no malignas.
El FeLV pertenece a la familia Retroviridae, y al genero Gammaretrovirus. Su genoma es igual al de otros retrovirus, comparte los 3 genes comunes gag, pol y env. El gen gag codifica proteínas de cápside del virión, el gen pol codifica enzimas relacionadas con la replicación e integración (transcriptasa reversa e integrasa), y el gen env codifica a las glicoproteínas de envoltura y transmembranales. Cinco son las proteínas estructurales básicas del FeLV: p10 y p12 son proteínas de conformación; p15 es una proteína de la envoltura, con notables efectos inmunosupresores; p27 es una proteína interna que se produce en gran cantidad y se libera como antígeno soluble en el plasma, la mayoría no se incorpora a la partícula viral; gp70 es una glucoproteína de envoltura, y es la responsable de la variación antigénica de los subtipos de FeLV. Existen tres subtipos diferentes debido a sus diferentes antígenos de superficie además de su actividad biológica, como se resume en el cuadro 1.

Subtipo Origen Efecto biológico
A Exógeno. De mínimo a inmunosupresión aguda.
B Recombinación del FeLV A con Leucemias y otros cuadros otros retrovirus endógenos neoplásicos.
(RD-114, FeLV-like genome).
C Mutación de FeLV A Hipoplasia eritroide(Anemia).
(Env vr1).

Cuadro 1.- Subtipos del FeLV.

Es importante mencionar la presencia de otra proteína, que aunque no es parte del virus es producida por las células transformadas por el FeLV: Antígeno de membrana celular de oncornavirus felino (AMCOF). Se puede encontrar anticuerpos contra este antígeno, los cuales hacen que el animal sea resistente a la leucemia y otras neoplasias asociadas, a pesar de ser positivo a la viremia.
Los gatos infectados transmiten el virus principalmente por medio de saliva a las mucosas ocular, oral y nasal de los gatos susceptibles. La enfermedad entonces se transmite por mordeduras, acicalamiento, a través de platos y bebederos; también existen reportes de infecciones in útero y por medio de la leche de gatas infectadas.
El FeLV se transmite horizontalmente mediante la transferencia de saliva de gatos con viremia persistente hacia los linfonodos presentes en la orofaringe de animales susceptibles. El virus asociado a linfocitos es transportado hacia la medula ósea, la cual es uno de los sitios de replicación más importantes, debido al gran número de células en división. El virus luego puede diseminarse por vía hematógena a diferentes epitelios, incluyendo los de las mucosas nasal y oral. El tiempo entre la infección inicial y la reaparición del virus en orofaringe es de aproximadamente 3 semanas.
Una de las características principales de esta enfermedad es que muchos de los animales infectados se logran recuperar y adquieren el estado de no virémicos, a diferencia de otras enfermedades retrovirales que causan enfermedades vitalicias. El FeLV estimula una respuesta inmunológica tan poderosa que puede abortar el proceso infeccioso. Esta recuperación se da aun cuando se halla invadido la medula ósea, sin embargo cuando la infección llega a células epiteliales la enfermedad es irreversible. Los animales recuperados presentan altos títulos de anticuerpos neutralizantes, además existe importante participación de la inmunidad celular.
Una presentación menos satisfactoria de la enfermedad es una infección persistente, gatos virémicos que constantemente eliminan al virus. Estos animales no producen anticuerpos neutralizantes y están amenazados seriamente de sufrir presentaciones clínicas graves de la enfermedad. Las afecciones mas comunes observadas en gatos virémicos son neoplasias de diferentes tipos, principalmente los de tipo linfoide y hematopoyéticos. También son comunes las enfermedades no neoplásicas que incluyen anemia no regenerativa e inmunosupresión. Se han descrito enteritis y fallas reproductivas asociada a FeLV.
Finalmente también existe el estadío de infección latente, que representa una transición entre el estado virémico y la recuperación. De que un animal desarrolle viremia persistente o se recupere depende de la edad en que se dio la infección. Los gatos jóvenes son más susceptibles a la enfermedad que los animales adultos.
El FeLV es capaz de ocasionar una gran variedad de enfermedades:
v Enfermedades Neoplásicas.
El linfosarcoma felino es la neoplasia mas frecuente asociada a esta enfermedad; la forma mediastínica o tímica aparece mas en animales jóvenes, los cuales presentan disnea, derrame pleural, cianosis, tos y disfagia. La presentación abdominal es común en animales viejos y se observa como trastornos alimentarios, infiltración gastrointestinal asociada a afectación de otros órganos abdominales, cursa con inapetencia, adelgazamiento, vomito, diarrea, ictericia, melena, estreñimiento, masas abdominales e insuficiencia renal. Existe también una forma multicentrica cuando hay una invasión importante en varios sitios, se presenta principalmente en animales adultos. Afecta órganos linfoides, medula ósea entre otros órganos. Los animales presentan linfadenopatía, hepatomegalia, esplenomegalia, depresión y adelgazamiento. Puede haber formas atípicas cuando se presentan masa neoplasicas solitarias en diversos organos, piel, sistema nervioso central, riñones, globos oculares, etc. Los signos presentes dependerán de los órganos afectados. Leucemia linfocítica con proliferación de linfocitos en sangre y medula ósea, se considera una fase previa o asociada a la aparición de linfosarcomas. Los animales presentan depresión adelgazamiento, fiebre ictericia, linfadenopatía, hepatomegalia y esplenomegalia. Enfermedades mieloproliferativas, con proliferación anormal de una o mas líneas celulares hematopoyéticas. Se encuentra depresión adelgazamiento, fiebre, ictericia, linfadenopatía, hepato y esplenomegalia. Fibrosarcomas y melanosarcomas en gatos jóvenes.
Es posible que el mecanismo por el cual el FeLV cause transformación celular sea la inserción en el genoma cerca de un oncogén celular, con mayor frecuencia myc, ocasionando activación y expresión excesiva de dicho gen. Este efecto conduce a la proliferación celular descontrolada.
v Síndromes de supresión de medula ósea.
Anemia aplásica, anemia no regenerativa asociada o no a pancitopenia y neoplasias; anemia megaloblástica; ya que el virus se replica en celular precursoras hematopoyéticas. Los animales presentan depresión, adelgazamiento, disnea y taquicardia. Puede haber Trombocitopenia y Neutropenia.
v Síndrome Inmunosupresores.
La responsable de este síndrome es la proteína de envoltura p15, ya que reprime la respuesta blastogénica normal frente a la Concavalina A, suprimiéndose las poblaciones de Linfocitos T y Granulocitos. El animal se vuelve muy susceptible a infecciones crónicas orales, cutáneas y oculares, respiratorias, entéricas y urinarias. Existe invasión por patógenos oportunistas. Los signos dependerán del agente oportunista involucrado.
v Enfermedades inmunomediadas.
Ocasionada por la formación de grandes cantidades de complejos inmunes. Glomerulonefritis, poliartritis, alteraciones mucocutáneas similares al pénfigo, anemia hemolítica y síndromes similares a lupus eritematoso sistémico.
v Trastornos reproductivos.
Infertilidad, reabsorción fetal, abortos mortinatos, nacimiento de gatitos virémicos que mueren dentro de las 2 primeras semanas de vida; estos animales presentan depresión, retraso del crecimiento, debilidad y son altamente susceptibles a infecciones secundarias. Generalmente tienen atrofia tímica.
v Enteritis.
Se trata de un síndrome similar a la panleucopenia. Enteritis aguda con leucopenia muy severa; depresión, deshidratación, adelgazamiento, fiebre, vomito y diarrea. Esto debido a la capacidad del virus de replicarse en las células de las criptas intestinales.
Para el diagnostico de la enfermedad se utilizan las técnicas de Inmunofluorescencia y ELISA; ambas pruebas detectan el antígeno p27. Las muestras utilizadas pueden ser sangre periférica y saliva. Un resultado positivo significa que el gato es virémico y no necesariamente que el virus causa cualquiera de los signos clínicos que se observan. Con estas pruebas no es posible determinar el grado de inmunosupresión, para ello se requiere un conteo de LTCD4.
La reacción en cadena de la polimerasa (PCR) se utiliza para detectar secuencias de repetición de terminal larga (LTR) de FeLV en muestras de sangre periférica de gatos con anormalidades hematológicas.
Debido a los diferentes estados de viremia que se presentan en el FeLV los resultados obtenidos en las técnicas de diagnostico pueden variar conforme avanza la enfermedad.
Los trastornos neoplásicos pueden ser combatidos con quimioterapia específica. Es importante confirmar el diagnostico de la neoplasia utilizando citología, además de valorar el estado general del paciente. Dentro de los medicamentos utilizados se encuentran la ciclofosfamida, la vincristina y la prednisona. La anemia se puede combatir mediante transfusiones sanguíneas. Debe darse un tratamiento sintomático de las afecciones crónicas y etiológico de las enfermedades oportunistas.
El tratamiento con fármacos antivirales, específicamente los antiretrovirales, como la acidovudina (AZT) suprime la replicación viral pero no elimina al virus, además los altos costos del medicamento hacen prohibitivo su utilización en animales.
Recientemente se han probado tratamientos inmunoestimulantes en gatos enfermos, como la aplicación de Interferón-a y Propionibacterium acnes, con resultados variables.
A pesar de la aplicación de estos tratamientos el pronóstico siempre se considerara reservado e inclusive desfavorable.
Actualmente existen tres diferentes tipos de vacunas contra FeLV: Virus completo inactivado, preparación de subunidades inactivadas a partir de cultivos celulares infectados con FeLV y proteínas recombinantes de FeLV preparadas en E. coli. Por lo menos 7 vacunas comerciales se venden en Europa y Estados Unidos, bajo diferentes marcas. Las vacunas disponibles que contienen subunidades inactivadas son FEVAXIN, LEUCOCIN y LEUCOCELL 2.
LEUCOGEN es una vacuna de proteínas recombinantes, esta compuesta de proteínas de envoltura no glicosiladas p45.
Para todas las vacunas comerciales disponibles existe una limitada cantidad de datos científicos en lo concerniente a la inmunidad a largo plazo, después de la vacunación. Y ninguno de los estudios a demostrado que se genere un 100% de protección contra la infección. En términos de eficacia todavía que da mucho por investigar.
La importancia de las vacunas contra el FeLV radica en que son las primeras vacunas contra una enfermedad retroviral que demuestran un grado de protección que pudiera considerarse adecuado, sirviendo como modelo para el desarrollo de vacunas efectivas contra el VIH. Actual mente existen grupos de investigación dados a esta tarea, como el de la Universidad de Glasgow en Inglaterra, o la Universidad de California de los Estados Unidos. Actualmente se trabaja en vacunas subunitarias de FeLV combinadas con ISCOMS para una mejor presentación del antígeno viral y en vacunas antiidiotipo para evitar manejar al agente infeccioso o sus componentes.
Finalmente es importante tomar en cuenta algunas recomendaciones para evitar la propagación del FeLV:
Se debe conocer el estatus de todos los gatos ante el FeLV, antes de vacunarlos.
Identificar a los gatos positivos es importante para lograr un manejo adecuado de la enfermedad.
Cualquier animal nuevo que se valla a introducir en un criadero o en una casa debe ser probado sin importar la edad.
La vacunación contra el FeLV no interfiere con las pruebas de diagnostico.
Todo resultado positivo debe ser confirmado por otra técnica diferente.
Los gatos que resulten negativos que han estado expuestos a animales positivos deben volver a probarse a los 28 días postexposición.
Los gatos que viven fuera de casa deben probarse anualmente.
Los gatos positivos al FeLV que habitan en lugares con otros gatos deben ser aislados.
Los gatos positivos a FeLV pueden tener una vida de alta calidad por meses o años, con el manejo adecuado.

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