Fundamentos de Virologia

7/21/2019 Fundamentos de Virologia

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Fundamentos de virologa

Juan D. Rodas, MV, Ph.D*

Esta es una mini-revisin de los aspectos ms bsicos de la virologa veterinaria y como

tal no ambiciona tratar temas muy especializados o ahondar en la virologa patognica.Esta dirigida a los estudiantes de veterinaria de segundo nivel dentro de la asignaturaMecanismos generales de salud y enfermedad de la versin tres y para los estudiantesdel curso de microbiologa para zootecnia.

Historia de los virus

Los virus son tan antiguos como la vida misma y son en esencia los ms simples deentre los microorganismos de importancia para el hombre y los animales domsticos.Existen registros de enfermedades virales de muchos antes de que se tuviera siquieraconciencia de la naturaleza de los agentes que las producan. Hay monolitos y momias

de los reyes egipcios que datan de los siglos X y XV antes de cristo que muestransecuelas de las que bien podran haber sido infecciones causadas por los virus de la

poliomielitis y la viruela. Tambin, ya en el siglo X los chinos experimentaran con unade las formas ms primitivas de vacuna viral conocida, al darle a respirar a las

personas sanas, las costras derivadas de lesiones pustulosas de la viruela, de pacientescon la enfermedad. Todo esto con el fin de exponerlos a lo que estaba causando dichalesiones, incitando as cuando no la enfermedad, la respuesta inmune contra un antgenoviral vivo. Muchos aos despus, en 1798, Edward Jenner aplicara una forma muchoms atenuada de vacuna, al reconocer que las personas expuestas al virus de lavaccinia (un poxvirus bovino causante de una enfermedad parecida en el ganado)resistan el desafo con el poxvirus humano causante de la viruela humana. De estamanera Jenner pasara a los libros de historia como el inventor del primer biolgicoconocido como vacuna en honor al hecho de haber sido preparada a partir de bovinos.

Durante el siguiente siglo (XIX), Robert Koch y Luis Pasteur empezaran, aun sinsaberlo, a sembrar las semillas de las que se nutrira la virologa como ciencia alenunciar la teora infecciosa del origen de las enfermedades y los postulados esenciales

para descubrir los agentes etiolgicos de las mimas (principios que sobreviven hastanuestros das) dando as un golpe mortal a la tan debatida y controversial idea de lageneracin espontnea. Posteriormente Koch por su lado y Pasteur por el suyodesarrollaran respectivamente, los cultivos puros de bacterias y la segunda vacuna

antiviral esta vez contra la rabia en 1880 y 1885 respectivamente. Tambin en aqulentonces, Chamberland, discpulo de Pasteur, empezara a experimentar con los filtrosde porcelana para obtener agua bacteriolgicamente pura, los cuales seran empleados

por Ivanowski en 1892 con el fin de demostrar que realmente los fluidos obtenidos delas plantas infectadas con el mosaico del tabaco no contenan una toxina si no ms biencomo lo bautizara luego Beijerinck en 1898, un virus liquido viviente.

*Profesor asociado de la Facultad de Ciencias Agrarias en las reas de Microbiologa y Proyectos enSalud Animal. III y miembro de los grupos Centauro de la misma facultad e Inmunovirologa de la Sedede Investigacin Universitaria, SIU. Ubicacin: Ciudadela Universitaria de Robledo, Carrera 75 # 65-87,Oficina 47-150, Universidad de Antioquia, Medelln, Colombia, AA 1226


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Solo bastaran 10 aos mas para que Loefler y Frosch descubrieran el primer viruscausante de una enfermedad animal, la fiebre aftosa y tres aos ms tarde, Walter Reeddescubrira el agente que ocasiona la fiebre amarilla humana.Son muchos los eventos que condujeron al fortalecimiento de los fundamentos de lavirologa, ms sin embargo uno que no podra quedarse ausente de este recuento es el

descubrimiento de los bacterifagos, o literalmente virus comedores de bacteriasdescritos por primera vez por los investigadores DHerelle y Twort entre 1915 y 1917.Casi por coincidencia, como sucedieron muchos de los grandes descubrimientos de laciencia, (pero en manos de una mente inquieta) estos dos cientficos trabajando enforma independiente, relataran la presencia de placas traslcidas en medio de lamonocapa de colonias de bacterias. Al estudiar en forma mas detallada el fenmenodieron as inicio a una de las herramientas ms poderosas para el conocimiento demtodos de replicacin viral, estudio de las interacciones de los virus con sushospederos y la naturaleza fsica, qumica y estructura de estos que fueron excelentesmodelos para todos los dems virus de importancia en todos los organismos vivos y en

particular de los virus de animales.

Alrededor de 1930, cuando se inicia el uso de los huevos embrionados, los ratones y lasaves como modelos animales ideales para el estudio in vivode las caractersticas de losagentes virales; por Woodruff y Goodpasture. Sin embargo solo en 1949, John Enderstrabajara arduamente en la produccin de los primeros cultivos in vitrode clulas, queseran esenciales para el aislamiento y la tipificacin de los agentes patgenos causantesde muchas de las enfermedades humanas y animales aun hurfanas de etiologa.Haciendo un pequeo parntesis, vale la pena mencionar que solo 40 aos despus deldescubrimiento de los primeros virus, en 1939, se observaran por primera vez estosmicroorganismos, al desarrollarse el microscopio electrnico.

Habamos pasado la mitad del siglo XX y aun no sabamos exactamente comocuantificar los efectos citotxicos de los virus y determinar su potencia en suspensin,hasta cuando Dulbecco sugiere, basado el uso de los mtodos de placas usados en

bacterifagos, la determinacin de la concentracin de los virus a travs del uso demedios de crecimiento semislido que impedan la movilidad del efecto citoptico y as

producan un efecto similar que facilitaba su cuantificacin.

Luego de contar con tan sofisticados instrumentos para lograr medir y manipular conmayor precisin estos agentes sub-microscpicos, se abren mltiples avenidas para eldescubrimiento todo tipo de interacciones de los virus con sus hospederos, tales como la

posibilidad de los virus inactivados para despertar una respuesta inmune efectiva en la

vacuna contra la poliomielitis, desarrollada por Jonnas Salk y la descripcin delinterfern (IFN), como una de las molculas ms efectiva para controlar la diseminacinde las infecciones virales en forma inespecfica, por parte de Isaacs y Lindenmann en1957.

Posteriormente, Temin y Baltimore, descubren tambin en los virus, la enzima quedesafiara uno de los mayores paradigmas de la biologa molecular, al describir latranscriptasa reversa que como su nombre lo insina, reversa el flujo de la informacinde ARN a ADN. Esta misma enzima sera tambin descubierta en el virus que sin lugara dudas, ha motivado el mayor nivel de investigacin cientfica en toda la historia de lavirologa y representa an un enigma, el de la inmunodeficiencia humana, cuyo

descubrimiento fue simultneamente registrado por los grupos de R. Gallo en EstadosUnidos y L. Montagner en el Insituto Pasteur en Francia.


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Por ltimo vale la pena mencionar que el desarrollo de la biologa molecular permitidetectar e identificar agentes virales no cultivables in vitro, causantes de enfermedadeshumanas o animales an hurfanas de etiologa, tales como el de la hepatitis C humana.Es as como gracias al uso por ejemplo, de sondas de cidos nucleicos marcadasradiactivamente (segmentos de nucletidos con la secuencia especfica para aparearse

con el genoma del agente buscado), o ms tarde al PCR, se pudo determinar laexistencia de nuevos agentes viejas patologas y desde entonces este campo dediagnstico y esta estrategia de investigacin no ha cesado de crecer.

Tamao, forma, estructura, nomenclatura y clasificacin

Los virus, a diferencia de las bacterias que se miden en micras (10-6m), se miden ennanmetros (10-9m) y su rango comn va desde 20 hasta 300. Sus formas dependen dela membrana celular o la estructura de la cpside y son variadas, desde circulares hasta

pleomrficos. En cuanto a su estructura, est realmente dictada por la disposicingeomtrica de los componentes de la cpside (ms adelante nos ocuparemos de ste

aspecto). De otro lado, en lo que tiene que ver con su clasificacin, los virus, as comotodos los organismos superiores se agrupan en rdenes, familias, subfamilias y gneros.El concepto de especie es bastante controvertido en estos microorganismos pues debidoa su alta variabilidad gentica y su tamao, los virus son difcilmente identificablescomo estructuras individuales e independientes y por ende siempre se agrupan comouna poblacin cuya homogeneidad sugiere la aplicacin del concepto de causi-especiescomo algo ms en tono con la realidad. Un ejemplo de tal ubicacin de los virus deacuerdo con su forma, tamao, estructura y clasificacin, estara dado por el grupo delos virus del orden mononegavirales que esta conformado por virus que tienen RNA nosegmentado de polaridad negativa. Dentro de este orden encontramos las familiasParamyxo, Rhabdo, Filo y Bornaviridae; de las cuales la segunda, la rhabdoviridae,estara a su vez conformada por los gneros lyssa y vesiculovirus; dentro de los queencontramos respectivamente los virus de la Rabia y la Estomatitis vesicular.

En cuanto a su nomenclatura, los virus son nombrados de acuerdo con un sin nmero decaractersticas entre la cuales cabe contar: 1) su forma; as por ejemplo los togavirusrecibieron su nombre por que tienen una envoltura que se visualiza al microscopioelectrnico y los coronavirus por su envoltura con proyecciones en forma de corona; 2)la entidad clnica que producen; as por ejemplo los Flavivirus (de flavus: amarillo),estn asociados con infecciones que producen ictericia; 3) la va de entrada o el tejidoque atacan, en estos grupos podemos mencionar los enterovirus y los hepadnavirus; 4)

su forma; por ejemplo la familia Rhabdoviridae (en forma de bala); 5) la estructura delgenoma; ejemplo: familia Birnaviridae (dos molculas de ARN); 6) caractersticasexclusivas de su composicin; ejemplo: Retroviridae (que portan transcriptasa reversa)y otras ms.

Anatmicamente los virus estn bsicamente formados por una cpside o cubiertaproteica que recubre el genoma. La cpside puede adoptar una de dos simetras:icosahdrica, que es una figura geomtrica con forma de hexgono cuando se le observade frente, pero que en realidad posee 20 caras triangulares; y la helicoidal, la cual tieneforma de espiral cubierta de protenas. Los virus que poseen esta ltima conformacingeneralmente poseen ARN. Precisamente hablando acerca del genoma, los virus

tambin se caracterizan por que a diferencia de las bacterias, ellos poseen solo uno delos dos cidos nucleicos, ADN o ARN. Siguiendo con la anatoma de un virus, la


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cpside esta compuesta por sub-unidades denominadas capsmeros, y a la uningenoma y cpside se le conoce como ncleo-cpside. Como ya se mencion, algunosvirus presentan tambin una caracterstica adicional y es la envoltura, la cual provienede las clulas que infectan y que por lo tanto es una bi-capa de naturaleza lipdica quecontiene diversos tipos de protenas incrustadas y cuya sntesis depende de la

informacin gentica del virus. Estas protenas de la envoltura son supremamenteimportantes para la vida del virus pues es precisamente a travs de ellas que dichosagentes se adhieren a protenas especficas en la superficie de la clula y que llamamosreceptores virales. Dichos receptores no estn all solo para cumplir esta funcin si noque son adems molculas usadas por las clulas para otros trabajos fisiolgicos. As

por ejemplo encontramos como el receptor para el virus de la rabia a nivel del sistemanervioso, es el mismo receptor de la acetilcolina. Algunas de las protenas de laenvoltura viral estn conjugadas con azcares por lo que se les denominaraglicoprotenas y existe una variedad de las mismas; entre otras: Hemoaglutininas (lasque aglutinan glbulos rojos de alguna especie y son encontradas por ejemplo en losvirus de influenza y en los parvovirus ), Neuraminidasa (o protena que disgrega las

partculas virales neo-formadas que salen de la clula infectada, tambin presentes enlos virus de influenza) o las protenas de fusin (observadas en los virus que usan estava de penetracin y que interactan con otras protenas a nivel celular para la entradadel virus a la clula susceptible. La presencia o ausencia de membrana en los virus, hadado lugar a la clasificacin de virus en envueltos y desnudos; lo cual repercute sobre lasensibilidad que estos puedan o no tener a los solventes orgnicos y los detergentes.Tambin debido a lo anterior, los virus envueltos se consideran ms sensibles, engeneral, a las condiciones medioambientales tales como el calor y la desecacin.Por ltimo, a pesar de que no existe realmente tal cosa como un virus de vidaindependiente, a la partcula viral que se encuentra en forma extracelular, se le conocecon el nombre de virin.

En lo que se refiere a las caractersticas de su genoma, los virus poseen tamaos deARN o ADN que van desde tan solo 3.2 Kb (kilobases o mil bases o mil nucletidos) enagentes como el de la hepatitis B, hasta 191 Kb en agentes tan complejos como losPoxvirus (como el virus de la vaccinia o el virus de la viruela humana). Lo anteriorsugiere que si bien la cantidad de informacin gentica que requieren para reproducirse,no es mucha y adems poseen estrategias moleculares para hacerla rendir an ms; losvirus mas grandes poseen un exceso de capacidad de codificacin que utilizan para

producir otras protenas con papeles diversos en la infeccin, lo que plantea relacionesmucho ms complejas (bloqueo de la respuesta inmune, capacidad de producir efecto

patognico, mayor transmisibilidad), muchas de ellas an no totalmente esclarecidas Encuanto a su naturaleza, los genomas pueden poseer cadenas sencillas o dobles, queadems pueden ser nicas (es decir solo un fragmento) o segmentadas, y presentardisposicin circular o linear.

Replicacin viral

Los virus son parsitos intracelulares obligatorios, es decir que ellos necesitan lamaquinaria celular para replicarse y producir una nueva progenie viral y aqu seencuentra otra de las grandes diferencias con las bacterias. Esto se debe a que los virusno poseen organela alguna capaz de ayudarles a procesar los nutrientes que obtienen de

sus hospederos, como si es el caso en las bacterias que si tienen ribosomas para traducirsus propias protenas a partir de fuentes externas de aminocidos.


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Dentro del ciclo replicativo o reproductivo de los virus en las clulas, existen algunospasos comunes arbitrariamente diferenciados para su estudio pero difcilmenteseparables en forma independiente; no solo por que hacen parte de un movimientocontinuo de ciclo vital, sino tambin por que en la prctica son difcilmente observablesy rastreables. Una vez el virus se adhiere y penetra la clula susceptible, prcticamente

nos volvemos ciegos a lo que pasa en el interior de la clula hasta que el virus empieza asalir de ella. En trminos generales podemos hablar de siete (7) pasos caractersticos dela replicacin viral que son relatados a continuacin:

1) Adherencia: este evento esta asociado totalmente con el tropismo o en otraspalabras plantea la susceptibilidad que un tipo dado de clula pueda presentar por unvirus en particular. Este paso depende de la interaccin fsica entre las protenasexternas del virin (llamadas ligandos) y las de la superficie de la clulahospedera/blanco (llamados receptores). Tpicamente esta interaccin es de tiporeceptor-ligando, lo que determina especificidad de especie o especificidad de tipocelular. Sin la adherencia, la infeccin viral no puede ocurrir, sin embargo no todos los

anclajes resultan en infeccin productiva. En ocasiones pueden darse otras relacionestales como: a) la infeccin abortiva, la cualno sostiene la produccin de progenie viral(debido a que aunque la clula sea susceptible, podra no poseer las enzimas necesarias

para que el virus produzca nuevas partculas virales, en este tipo de infeccin solo unoscuantos genes virales pueden expresarse), b) la infeccin restrictiva, tambin llamadatransitoriamente permisiva, en la cual el virus permanece en la clula ya sea hastaque esta se vuelva permisiva o a que solo unas pocas clulas en una poblacin

produzcan progenie viral en algn momento, c) la infeccinpersistente o latente, en lacual el signo principal es la persistencia de los genomas virales, sin la concomitante

produccin de partculas infecciosas (virus) y finalmente, d) la infeccin productivaque ocurre solo en clulas donde la disponibilidad de enzimas y de seales celularessean las ms indicadas, para que el virus se replique y produzca una progenie viralcompleta. En resumen de este paso, la adherencia es necesaria pero no asegura que lareplicacin va a continuar.

2) Penetracinse refiere a la introduccin del cido nucleico viral dentro de la clula, ala internalizacin de la nucleocpside va endocitosis mediada por receptores o fusinde la envoltura viral con la membrana plasmtica. Como resultado inmediato, el cidonucleico (viral) se localiza ya sea en el citoplasma o dentro de una vescula endoctica

3) Desnudamiento, que es la separacin del cido nucleico de la nucleocpside, lopuede requerir la participacin de protenas hospederas u otros factores. El

desnudamiento es un prerrequisito para la expresin del genoma viral. Despus de ladecapsidacin, el cido nucleico viral puede seguir alguna de dos alternativas: continuarhacia el ciclo de replicacin o permanecer quiescente, ya sea en forma integrada (comouna copia del genoma viral integrado al genoma de la clula hospedera, como en el casode los retrovirus) o independiente (dormido, latente como en el caso de losherpesvirus) hasta que sea activado para re-iniciar su ciclo activo de replicacin.

4) Trascripcin y traduccin (sntesis de protenas o expresin gentica) se produceARN mensajero (ARNm) y ste es traducido a protenas virales, independientemente dela naturaleza gentica del virus, es decir, de si su genoma es un ADN o un ARN, si esde una sola o de doble cadena, segmentado o no, de polaridad positiva o negativa, el

genoma tiene que producir un ARNm que pueda ser reconocido y traducido por lamaquinaria de la clula hospedera, con el fin de producir las protenas estructurales y no


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estructurales, necesarias para la multiplicacin viral. Se ha descrito que los virus utilizandiversos mecanismos a travs de los cuales secuestran o manipulan la maquinaria de laclula hospedera para que se dedique principalmente a la sntesis de productos virales, yno de productos celulares.

5) Replicacin del genoma: El mecanismo de replicacin genmica vara de acuerdo altipo de cido nucleico, su organizacin, estructura y topologa. Para algunos de los virusms simples, este proceso podra ser llevado a cabo por las enzimas y factores de laclula hospedera; sin embargo, la mayora de los virus codifican sus propias enzimas dereplicacin. Para algunos otros como aquellos que poseen lo que llamamos porconvencin ARN de polaridad negativa, el llevar su propia enzima para transcribirse enARN mensajero es una condicin indispensable para iniciar su replicacin.

6) Ensamblaje de partculas virales completas. La maduracin de virus desnudos, esprincipalmente el ensamblaje del genoma viral ms las protenas de la cpside paraformar la nucleocpside. Esto ocurre espontneamente a travs de interacciones

protena-protena y protena-cido nucleico. En la maduracin de los viriones envueltos,la nucleocpside adquiere una envoltura externa formada por membranas de la clulahospedera (membrana nuclear, de aparato de Golgi, de retculo endoplsmico o demembrana plasmtica), la cual contiene una bi-capa lipdica de origen celular con

protenas codificadas por el virus.

7) Liberacin de los viriones. En el caso de los virus desnudos o sin envoltura, sonliberados miles de viriones progenie a travs de la muerte y la lisis celular. En el caso delos virus envueltos, los viriones progenie son liberados por protrusin de yemas hacia elexterior de la clula (gemacin), y este proceso no necesariamente provoca la muertecelular. Aunque algunos virus envueltos tambin pueden ser liberados a travs de lisiscelular.

Patognesis viral : aunque no restringido nicamente a los siguientes dos tems, estetema esta principalmente representado tanto por mecanismos de entrada a loshospederos susceptibles como por las interacciones de los virus con ellos, desde elmomento que el agente infeccioso entra en contacto con el individuo, hasta cuando elmismo sale a infectar o ser transmitido a uno nuevo

a) Vas de entrada de los virus al hospedero susceptible

Los virus generalmente penetran al organismo a travs de alguna de las siguientes vas:a) con el aire que respiramos y las pequeas gotas se suman y forman aerosoles quepenetran a travs de mucosas, b) con los lquidos o los alimentos que consumimos,invadiendo el tracto digestivo, c) a travs de la conjuntiva ocular, d) a travs delcontacto sexual, que expone la mucosa del tracto urogenital a los grmenes, d) pormedio de cualquier solucin de continuidad (herida) en la piel y e) a travs de vectoresque inoculan los virus directamente en los capilares sanguneos o cualquier otro medioartificial de transgredir la piel como barrera natural, por ejemplo el uso de agujashipodrmicas y otros artefactos.
http://www.ivis.org/advances/Carter/Part1Chap3_es/chapter.asp?LA=2#golgi#golgihttp://www.ivis.org/advances/Carter/Part1Chap3_es/chapter.asp?LA=2#golgi#golgi


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b) Diseminacin de los virus dentro de los hospederos

Una vez los virus han entrado al hospedero susceptible por cualquiera de las vas antesdescritas siguen un patrn de diseminacin que vara tanto de acuerdo con el tropismocomo con el tipo de infeccin que producen. En general podramos decir que despus de

infectar los epitelios externos y las mucosas, los virus viajan a los ndulos linfoidesregionales y de all a la circulacin perifrica para producir una viremia primaria que enla mayora de los casos resulta prcticamente imperceptible para el clnico. Luego deesta etapa, los virus viajan a los rganos del sistema retculo endotelial que reciben lasclulas que patullan el organismo presentando antgenos al sistema inmune (mdulasea, hgado, bazo y endotelios). Luego de esta fase de amplificacin parcial, los virusregresan a la sangre, produciendo una segunda viremia, esta generalmente mucho msnotoria que la primera, particularmente en las infecciones generalizadas (o tambin lastransmitidas por vectores, las cuales requieren por definicin de un alta viremia queasegure su transmisin), para terminar replicndose en los rganos blanco de lainfeccin viral que seran por ejemplo, para el caso del distemper canino, los epitelios

del tracto respiratorio inferior y del tracto gastro-intestinal, produciendo bronquitis,bronco-neumona y bronquitis catarral o vmito y diarrea acuosa respectivamente(aunque en ocasiones tambin podra afectar el sistema nervioso como fase crnicatarda de la infeccin). En otros casos como con los virus de la rabia y el polio, porejemplo, los agentes infectan finalmente las glndulas salivales y el sistema nerviosocentral y perifrico respectivamente, produciendo ya sea cambios del comportamientocomo agresividad que induce al perro a morder, o parlisis flcida de los miembrosinferiores como en el segundo caso. Un tercer ejemplo podra ser el de agentes queinfectan a travs del tracto respiratorio y se diseminan finalmente a, y desde, la piel aotros individuos, tales como el herpes zoster y la viruela humana.

Una anotacin adicional que es necesario hacer, al hablar de la capacidad dediseminacin de los virus, es que algunos producen infecciones localizadastales comolo papilomas, mientras que otros ocasionan enfermedades que se generalizantalescomo el New Castlede las aves. De estos ejemplos se desprende tambin que en el

primero de los casos generalmente no detectamos, viremia ya que el agente no sedisemina en el organismo del hospedero. Podramos tambin decir que generalmente lasinfecciones localizadas estn asociadas con enfermedades ms benignas o auto-limitantes y por lo tanto la vida del individuo infectado no se ve comprometida,mientras que las infecciones generalizadas tienden a ser ms agresivas y por lo tantoms letales. En el mismo orden de ideas tambin podemos encontrar agentes que

producen infecciones agudas y otros asociados a infecciones crnicas, y en ese sentido,las primeras (como ejemplo el sarampin), tienen un perodo de incubacin mucho mscorto, a la vez que usualmente producen brotes con mayor facilidad, pero generalmente,tambin inducen una respuesta inmune post-infeccin ms efectiva. De otro lado, losagentes asociados con infecciones crnico-persistentes o latentes, tales como el virus dela enfermedad de Marek, que tienden a permanecer en el hospedero que atacan y nogeneran un muy buen reconocimiento por parte del sistema inmune.

Respuesta inmune

Sin el nimo de hacer un recuento pormenorizado de la respuesta inmune antiviral,

mencionar alguno de los elementos comunes a la inmunidad anti-microbiana,resaltando los aspectos ms relevantes en la respuesta contra los virus. Comencemos


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diciendo que al igual que en la respuesta inmune anti-bacteriana, las barreras naturalestales como la piel, con sus cidos grasos, ciertas vellosidades como las pestaas, elefecto mecnico de las lgrimas, el pH extremadamente cido del estmago, el moco delos tractos respiratorio que junto con las cilias ayudan a extraer las partculas del tractorespiratorio para ser deglutidas, los movimientos peristlticos del intestino y el efecto de

barrido de la miccin; representan la primera, y una de las ms efectivas lneas dedefensa contra los agentes infecciosos.En un segundo nivel estaran los mecanismos de defensa de la inmunidad innatadividida en unos componentes celulares y otros componentes solubles. Dentro de los

primeros podemos describir los macrfagos, las clulas dendrticas, las clulas NK (oasesinas naturales) y los polimorfo-nucleares. Los primeros dos grupos de clulas,seran los que patrullan el organismo, viajando a travs de los diferentes rganos ytejidos para fagocitar, digerir y presentar todo lo considerado forneo a las clulasCD4+. Estas a su vez son clulas ms especializadas en el proceso de transmisin,amplificacin y polarizacin de la respuesta inmune especifica de tipo humoral a loslinfocitos linfocitos B, que sern finalmente los encargados de la produccin de

anticuerpos o inmunoglobulinas. Las clulas NK por su parte, estn encargadas decontrolar en forma ms directa e inespecfica, cualquier clula del organismo que esteexhibiendo caractersticas fenotpicas anormales o de otra forma que no sea capaz deidentificarse como parte de lo propio del organismo, ya sea por infeccin viral o porser parte de un crecimiento celular desorganizado (tumoral). Los polimorfo nucleares

por su parte, son tan activos contra los virus como lo son contra las bacterias (incluso talvez ms para estas ltimas) y cumplen tambin una funcin de barrido y controlinespecfico, gracias a mecanismos generadores de iones dependientes del oxgeno y delnitrgeno, entre otros, que favorecen la destruccin de todo tipo de partculasfagocitadas por ellas.Dentro del los componentes solubles, las quimioquinas, de las cuales un buen ejemploes la IL-8, favorecen la transmisin de la seal de la necesidad de produccin de larespuesta inmune a los sitios donde se ha presentado la injuria; de esta forma atraenotros actores importantes de la misma tales como los PMN y otros. Las citoquinas yentre ellas muy en particular los interferones alfa y beta, producidos por las clulasinfectadas con virus, inducen un estado de defensa inespecfica en las clulas vecinas,contra las formas intermedias producidas a nivel del ciclo de replicacin de los mismos,controlando de esa forma su multiplicacin. El complemento, est formado por unaserie de protenas con poder ltico que se genera en respuesta a el aumento demolculas comunes a los agentes infecciosos o en respuesta a el aumento decomplejos inmunes formados entre antgenos y anticuerpos, con el objetivo de ayudar a

destruir en forma inespecfica los microorganismos que estn atacando el sistema.Finalmente, las protenas de fase aguda son las responsables de generar entre otrascosas, el aumento de la temperatura corporal y la salida de los mediadores qumicos dela inflamacin a los tejidos donde se requiera la presencia de elementos celulares de lainmunidad innata.Por su parte, la respuesta inmune especifica estara mediada por los linfocitos T CD4+ yCD8+ y los linfocitos B. Los primeros (linfocitos T CD4+), sirven fundamentalmentecomo reguladores de la respuesta inmune adaptativa, a travs de la secrecin decitoquinas (hormonas del sistema inmune), que polarizan la inmunidad en la direccincelular o humoral, las cuales son a su vez ejecutadas por los linfocitos T CD8+ ylinfocitos B, respectivamente. La accin citotxica de los linfocitos T CD8+, se da de

dos maneras principales, la primera es un efecto directo sobre clulas infectadas, graciasa la liberacin de protenas (perforinas) que producen agujeros en la membrana


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plasmtica, induciendo la muerte de clulas infectadas por un efecto osmtico, y lasegunda, por induccin de apoptosis (muerte celular programada) inducida por laliberacin de protenas llamadas granzimas. Los linfocitos B por su parte, son losencargados de producir los distintos tipos de inmunoglobulinas con acciones tandiversas como la opsonizacin que favorece la fagocitosis, la neutralizacin de los virus

y la lisis de clulas dependiente de complemento o clulas citotxicas.

Diagnstico de las infecciones virales

Desde su descubrimiento y debido a su particular tamao, la visualizacin de los virusha sido una de las mayores limitaciones para su diagnstico y es an en la actualidad,debido a la escasez y el costo de instrumentos tan sofisticados como el microscopioelectrnico un privilegio de pocos y una tcnica que casi nunca se usa en la prctica

para el diagnstico rutinario. Precisamente debido a la dificultad para observarlos y a sucondicin de parsitos intracelulares obligatorios, desde los inicios de la virologa, noshemos tenido que valer de pruebas indirectas para comprobar su presencia tales como el

efecto producido sobre animales de laboratorio (ratones y aves primero y luegohamsters, curies, ovejas, cabras, perros y micos entre otros), huevos embrionados,cultivos primarios de clulas a partir de tejidos o en lneas celulares. Estas ltimas, que

pareceran ser las herramientas ms apropiadas (las lneas celulares), tambin debieronesperar el desarrollo de medios de crecimiento adecuados y condiciones de esterilidadque permitieran crecer, aislar y tipificar los virus. Incluso, luego de el advenimiento detodas estas herramientas, aun siguen existiendo dificultades tanto econmicas comotcnicas para implementar el uso comn de dichos mtodos en nuestro medio.Como consecuencia de los argumentos presentados, se han desarrollado mltiplesalternativas para detectar no solamente en forma directa, es decir a travs de laidentificacin de las protenas (antgenos) y material gentico (cidos nucleicos), si notambin de manera indirecta, por la medicin de las respuestas inmunes (anticuerposdirigidos contra ellos), diversos tcnicas para diagnosticar las causas ms comunes delas enfermedades infecciosas producidas por ellos.

De acuerdo con lo anterior, uno de los mtodos ms comnmente usados en eldiagnstico de laboratorio para virologa en la actualidad es la deteccin tanto deantgenos virales como de anticuerpos contra los mismos a travs de la prueba inmuno-enzimtica denominada ELISA que nos permite, gracias a la accin de un componentedenominado conjugado, formado por un anticuerpo unido a una enzima, detectar los

primeros o los segundos. En una forma muy simple se podra explicar que la presencia

de anticuerpos en una muestra se puede evidenciar contando con el antgeno viraladherido a una matriz plstica, a la cual se adiciona el suero o plasma que se esperacontenga las inmunoglobulinas. A continuacin se usara el mencionado conjugado, quesera en este caso un anticuerpo contra los anticuerpos de la especie de la cual se tomola muestra adherido, como ya se dijo, a una enzima tal como la fosfatasa alcalina (estesegundo anticuerpo generalmente es desarrollado en conejos, carneros u otro animal degranja usado a nivel comercial). Posteriormente se adicionara un sustrato sobre el cualactuara la enzima del conjugado, para evidenciar por el cambio de color la presencia deanticuerpos en la muestra original y en caso contrario, por la ausencia del mismo, lacarencia de aquellos.

Sin el animo de entrar a explicar la mecnica de cada una de las tcnicas, vale la penamencionar que existen as mismo una gran variedad de pruebas, unas ms clsicas, otras


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ms modernas, que permiten llegar a una determinacin parecido; ya sea por deteccindirecta del agente o por deteccin indirecta de la respuesta inmune humoral que losvirus indujeron. Entre otras vale al pena mencionar la inmuno-difusin, la fijacin delcomplemento, la hemoaglutinacin, la neutralizacin viral, la inmuno-fluorescencia etc.

Por su parte el PCR o reaccin en cadena de la polimerasa, es la tcnica molecular talvez ms empleada en nuestros das, para el diagnstico gentico de las infecciones detoda ndole, incluyendo las virales. Esta se basa, explicada de una manera muy simple,en el uso de fragmentos conocidos que se aparean con la secuencia especfica de loscidos nucleicos que conforman el material gentico del microorganismo en estudio.La utilizacin de dichos cebadores en conjuncin una enzima termoestable

permitiran la sntesis de nuevas cadenas correspondientes al DNA de agente infeccioso,las cuales seran posteriormente reproducidas hasta una cantidad que puede serobservada con la ayuda de la electroforesis.

Eco-epidemiologa

Tal vez podramos decir que la eco-epidemiologa de la infeccin viral se encarga deestudiar los virus en contexto; o en otras palabras es el estudio de la distribucin ydeterminantes de las infecciones virales en las poblaciones, teniendo en cuenta lainteraccin de los hospederos con su entorno.Los virus han aprendido a utilizar varias estrategias para su supervivencia, algunas delas ms comunes son la infeccin autolimitada acompaada de una alta contagiosidad,as favorecen la supervivencia de los hospederos a la vez que lo hacen con la propia, atravs de un parasitismo limitado en el hospedero potencial. Dos ejemplos comunesde esta estrategia son los rhinovirus y los rotavirus. En un segundo lugar estaranaquellos agentes que son capaces de perpetuarse en sus hospederos manteniendo loque podramos llamar un bajo perfil para no ser detectados y expulsados, mientras almismo tiempo logran no solo permanecer en el individuo, si no tambin transmitirseaunque tal vez no con tanto xito como los primeros. En este grupo encontramos losvirus de las leucosis aviar y bovina. En tercer lugar podramos hablar de aquellosagentes que han desarrollado la capacidad de infectar mltiples hospederos y entre ellosencontramos los virus que llamamos zoonticos (que se transmiten de los animales alhombre o viceversa) y los arbovirus (o virus transmitidos por artrpodos). Dentro deesta clasificacin podemos hablar del virus de la rabia y el virus de la encefalitis equinavenezolana, ambos zoonticos y el segundo un arbovirus.De acuerdo con la forma en que son transmitidos de un hospedero a otro podemos

mencionar: a) la va area para los virus respiratorios y aquellos que se transmiten porla saliva, tales como los virus de la influenza, del resfriado comn (rhinovirus), elsarampin y los herpes, respectivamente; b) la va fecal-oral por la cual se trasmiten losrotavirus y los enterovirus (polio); c) la va sexual, asociada con las que popularmentese conocen como enfermedades venreas, entre las cuales encontramos el herpes genital(generalmente asociado con herpes humano tipo 2), el herpes virus bovino 1 causante dela vulvovaginitis y balanopostitis en los vacunos, los papilomavirus humanos causantesde condilomas y el virus de la inmunodeficiencia humana (del cual tambin existenparientes cercanos en animales tal como el virus de la inmunodeficiencia de lossimios); entre otros.Las infecciones virales tambin se clasifican de acuerdo a la fuente y el blanco de

infeccin y as podemos encontrar que se habla de zoonosis o infecciones zoonticaspara definir aquellas enfermedades que son generalmente transmitidas de los animales


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al hombre (aunque eventualmente la transmisin puede llegar a ser bi-direccional). Valela pena anotar que en estas el hombre no pasa de ser considerado como un hospederoaccidental debido a que no es un buen transmisor de la infeccin y por lo tanto norepresenta un eslabn necesario para la supervivencia del agente en la naturaleza.Dentro de este tipo de enfermedades zoonticas, encontramos en primer lugar, aquellas

en los cuales participan los vectores invertebrados (insectos), quienes transmitendirectamente la infeccin al hombre (ejemplo: dengue). En segunda instancia, estaranaquellas en las cuales el virus pasa desde vectores vertebrados, mejor llamadosreservorios (tipo roedores como en el caso de los hantavirus por ejemplo) u otros quemantengan el ciclo de infeccin del agente como hospederos naturales (tales como losmurcilagos hematfagos para el virus de la rabia a nivel silvestre o los perros y losgatos a nivel urbano), al hombre. Por ltimo, tambin son reconocidas aquellasinfecciones que son pasadas de insectos a vertebrados (ejemplo: fiebre amarilla demosquitos del generoHaemagogusa monos Cebus capuchinus) y de los mismosvectores (u otros parientes cercanos a los anteriores como los aedes) directamente alhombre (como en el caso del ciclo selvtico y urbano de la fiebre amarilla para el

hombre). Un segundo ejemplo ms comn para la veterinaria de este ultimo ciclo, serael de la EEV donde un insecto del gnero culextransmite el virus a la rata espinosadentro del ciclo selvtico o interepidmico y el mismo insecto puede picar el caballo

para producir un ciclo peri-domstico en el cual participa un nuevo vector que espotencial transmisor del virus tambin al hombre en el ciclo epizotico de la infeccin.

Otro ejemplo de cmo un virus puede favorecer su supervivencia de una manera muyexitosa combinando varias de las posibilidades indicadas al comienzo, esta representado

por el virus de la influenza, el cual si bien no es transmitido por vectores, si esdiseminado fcilmente en forma de aerosoles. Este agente no solo tiene una granvariabilidad antignica lo que le asegura una gran variedad de hospederos si no quetambin es potencialmente una zoonosis debido a su gran capacidad de mutar yadquirir la habilidad de infectar nuevas especies. Adicionalmente, tambin debido a sugran capacidad de cambio, le es posible re-infectar el mismo hospedero con variacionesmuy leves de las protenas superficiales de su estructura (hemoaglutinina yneuraminidasa, HA y NA o H y N).

Terapia, prevencin y control

En el tema de la terapia antiviral solo quiero hacer mencin del hecho de que a pesar deexistir en la actualidad una explosin de drogas antivirales y muy en particular anti-

retrovirales, la mayora de ellas son inasequibles por costos para su aplicacin en elcampo mdico veterinario desde el punto de vista costo-beneficio.

En lo que tiene que ver con los tipos de vacunas ms empleados, valga la penamencionar que las aproximaciones clsicas (y de hecho hasta ahora las mas exitosas),han estado basadas en dos formas de preparar el antgeno viral o inmungeno: vacunasa base de virus vivo atenuado y las vacunas a base de virus inactivado o tambinllamadas vacunas a virus muerto. De las primeras vale la pena destacar que adems de

poder ser aplicadas por la va natural de infeccin, tener un bajo costo y requerir menornmero de dosis que las vacunas inactivadas, producen una inmunidad mas completa yduradera y no requieren adyuvantes (molculas que ayudan a la presentacin

antignica). Sin embargo es necesario reconocer que como inconvenientes, generapreocupacin el hecho de que puedan revertir a la virulencia y que sean inactivadas por


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el calor, por lo cual se debe garantizar una buena cadena de fro a la hora de aplicarlas ytransportarlas. Por su parte las vacunas inactivadas, si bien, generalmente no inducenuna buena respuesta inmune celular, requieren un mayor nmero de aplicaciones y delacompaamiento de adyuvantes, lo que las hace de hecho mas costosas y generalmentedeben ser inyectadas; son mas resistentes al calor que las vivas atenuadas y adems en

ellas el virus no se replica y no puede recuperar su virulencia. Como vemos ambasaproximaciones reclaman sus propias ventajas y padecen sus propias desventajas, asque en la actualidad encontramos buenos ejemplos de ambas en el comercio paramuchos de los virus de presentacin habitual tanto en medicina humana como enmedicina veterinaria.Una tercera aproximacin a la prevencin de las enfermedades virales a travs de los

biolgicos, esta representado por las vacunas de nueva generacin para las cuales se hanempleado una gran variedad de estrategias; sin embargo tal vez las ms comunes seana) los virus usados como vectores de expresin para otros agentes, los cuales por sugran capacidad portar material gentico forneo, de infectar, inducir una buenarespuesta inmune, y de ser seguros y fcilmente manipulables, han mostrado sus

bondades en ensayos clnicos pero an representan muy poco dentro de la realidadcomercial para la inmuno-prevencin

b) la inoculacin de material gentico, particularmente ADN circularizado (o plsmidos,los cuales fueron originalmente descubiertos en bacterias y son empleados hoy en dacomo instrumentos para manipular y transportar informacin gentica) envuelto enmembranas liposolubles y con capacidad para inducir la sntesis de protenas de origenviral cuando son intramuscularmente inyectados en animales de experimentacin yc) protenas naturalmente producidas por mtodos de ingeniera gentica, y

purificadas en el laboratorio o sintetizadas a partir de secuencias conocidas.Las tres anteriores, representan avenidas muy promisorias de desarrollo de nuevasvacunas, ms seguras y efectivas, pero an muy pocas de ella han podido avanzar a suaplicacin masiva en poblaciones humanas o animales.

Emergencia y evolucin viral

Para terminar este resumen, vale la pena mencionar que an nos quedan muchos viruspor descubrir y que adems es muy probable que los virus que hoy conocemos siganevolucionando para favorecer su supervivencia. Por esto encontramos muy a menudoque el descubrimiento de los nuevos agentes puede ser generado por variosfenmenos 1) la invasin del hombre a nichos ecolgicos que antes rara vez visitaba,hacindose de esta forma un nuevo hospedero potencial en los ciclos de los agentes

infecciosos que all ya existan 2) la perturbacin del equilibrio natural de la ecologapor cambios climticos dramticos (fenmeno del nio o de la nia), desastres naturales(sequas, inundaciones, cataclismos, sunamis, hambrunas etc) u otros factores sociales oculturales (urbanizacin, explosin demogrfica, el desarrollo de las comunicaciones ylos medios de transporte) que favorecen ya sea el aumento en el numero de individuosde una poblacin (llmese estos mosquitos, roedores, predadores o presas), el nmerode contactos entre ellos (los parsitos y sus hospederos) o el aumento de potencialeshospederos susceptibles que permitan llevar el fenmeno de las infecciones virales a loslugares donde estas antes no se haban observado 3) los cambios a nivel gentico tantode los virus como de sus hospederos. Este es un factor motivador de nuevas habilidadesy nuevas posibilidades y juega un papel muy importante, particularmente en los virus

por ser estos muy activos en su capacidad de multiplicarse y mutar adquiriendo depaso, nuevas caractersticas tales como la posibilidad de infectar nuevas especies, evadir


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las respuestas inmunes o bien generar persistencia y permanecer o despertarsorpresivamente en sus hospederos naturales.

Adendum

Como comenc diciendo los virus se encuentran en todos los ambientes y formas devida y para la muestra un botn: el ao anterior, 2004, un virus fue descubierto en unaameba; hubiese pasado desapercibido si no fuera por que su tamao era alrededor de800 nm! , ms de dos veces el tamao de los virus ms grandes conocidos hasta lafecha! Y como si esto fuera poco, posea no solo ADN si no tambin ARN!, desafiandouna vez ms, como ya es comn para los virus, los paradigmas de su propiaclasificacin, as como en el pasado han ayudado a desvelar el funcionamientomolecular de la clula y han ayudado a comprender mejor otros principiosfundamentales de la biologa. Este ejemplo nos da una idea de la versatilidad que losvirus, como forma de vida tienen sobre el planeta, y nos estimula a seguir aprendiendocon un inters renovado de las interacciones que juegan con nosotros como seres

humanos y con todos los otros seres vivos con los que conformamos una red inevitable.

Nota:esta mini-revisin representa un esfuerzo independiente del autor para condensarlos conocimientos de la virologa fundamental en un documento de fcil comprensin

para los estudiantes de las ciencias agrarias que an no han tenido contacto con lavirologa como ciencia. Esta basado en los conocimientos adquiridos de varias fuentes

bibliogrficas y electrnicas no especificadas y puede aun contener errores de edicin,redaccin y concepto de los que el autor se hace responsable y espera corregir con laretroalimentacin de sus colegas y estudiantes. Este documento se ha generado, como seexplica al comienzo, para beneficio de los estudiantes de los cursos bsicos demicrobiologa como un apoyo didctico sin tener que dejar de prestar atencin en clase.Se sugiere sin embargo, que para aquellos interesados en ampliar conceptos o para losinsatisfechos, ambiciosos, vidos de conocimiento o quienes simplemente deseenresolver una duda, consulten el libro Principios de virologa cuyo editor es el

profesor Jorge Ossa. Este libro representa en buena medida la fuente principal ymotivacin que me anim a hacer esta sntesis.

Lecturas recomendadas disponibles en la biblioteca de la ciudadela de Robledo

1) Principios de virologa. Jorge Ossa L. 3 ed. 20002) Seccin de virologa del Manual de Microbiologa Veterinaria. S Vadillo, S.

Prinz, E. Mateos. Editorial McGraw-Hill Interamericana. 2002.Madrid, Espaa.853 p.3) Principles of virology. Flint, Enquist, Racaniello, Skalka. Second edition. 2004.4) A concise review of veterinary virology. G. R. Carter, D.J. Wise y E.F. Flores

(Eds). Accesible en Ingls y parcialmente en espaol en forma gratuita en el sitiode la red del International Veterinary Information Service: http://www.ivis.org/
http://www.ivis.org/http://www.ivis.org/

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