introducciÓn a la virologÍa · evoluciÓn viral la variación genética observada en los virus a...
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INTRODUCCIÓN A LA VIROLOGÍA
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¿ Qué son los virus ?
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Característica Virus Rickettsias Clamidias Micoplasmas Eubacterias
Tamaño 20-250 nm 1µm 300 nm 250 nm 0,7 a 10µm
Ácido nucleico ADN oARN*
ambos ambos ambos ambos
Fisión binaria No Sí Sí Sí Sí
Enzimas del metabolismo
energético
No Sí No Sí Sí
Ribosomas No** Sí Sí Sí Sí
Replicación en medios
axénicos
No No No Sí Sí
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ENTONCES, UN VIRUS ES
• ÁCIDO NUCLEICO ADNdc
ADNcs
ARNcs
ARNdc
• PROTEÍNAS (ESTRUCTURALES Y NO ESTRUCTURALES)
• GLÚCIDOS Y LÍPIDOS
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¿ Cómo se clasifican los virus ?
• Los virus se agrupan en familias y éstas se dividen en géneros, que a su vez se subdividen en especies.
• Los criterios para definir una familia son: 1) Tipo de ácido nucleico, características del mismo y
mecanismo de replicación;2) Tamaño del virión y simetría de la cápside; 3) Número de capsómeros en el caso de los virus desnudos o
diámetro de la hélice en los virus helicoidales;4) Presencia o no de envoltura;5) Lugar de ensamble de las partículas virales;6) Forma de salida de la célula del huésped.
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Simetría viralHelicoidal o Icosaédrica
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-Reoviridae:Rotavirus -Flaviviridae:Dengue, Fiebre Amarilla, HCV -Caliciviridae: HEV -Togaviridae:Rubeóla -Picornaviridae: HAV -Coronaviridae:SARS-CoV -Filoviridae: Ébola -Rhabdoviridae: Rabia -Arenaviridae: Virus Junín -Orthomyxoviridae: Influenza -Bunyaviridae:Hantavirus -Retroviridae:HIV, HTLV-I y II
-Paramyxoviridae: Parainfluenza, Sarampión y Respiratorio Sincicial
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-Parvoviridae: Parvovirus B19 -Papovaviridae: HPV
-Adenoviridae: Adenovirus -Poxviridae: Viruela
-Herpetoviridae: HSV I y II, CMV, Epstein Barr y Varicela-Zoster -Hepadnaviridae: HBV
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¿Los virus son seres vivos?
• Carecen de vida independiente.
• Fuera de una célula son metabólicamente inertes.
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¿Cómo pueden inactivarse los virus?
El conocimiento de la viabilidad de los virus en el medio ambiente y, por lo tanto, su sensibilidad o resistencia a diversos agentes físico-químicos sirve para:
1) determinar formas de transmisión y estimar la infectividad a temperatura ambiente
2) emplear métodos de desinfección
3) efectuar el tratamiento correcto de agua potable
4) conocer la viabilidad de muestras clínicas para diagnóstico virológico
5) optimizar la conservación de vacunas a virus vivo y atenuado
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TEMPERATURA
• Como regla general, la vida media de la mayoría de los viriones libres puede ser medida en:
- segundos a 60°C
- minutos a 37°C
- horas a 4°C
- días a -20°C
- meses a -70°C
- años a -196°C
EXCEPCIÓN:
- HBV- VIRUS ADENOASOCIADOS
- VIRIODES
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pH Y MEDIO IÓNICO
• Algunos virus pueden soportar un ampliorango de pH y fuerzas iónicas. Ej: losenterovirus resisten el pH ácido del estómago.
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RADIACIONES
• Radiación ultravioleta:
Desinfección, inactivación vacunas
• Radiación ionizante:
Esterilización de materiales plásticos
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SOLVENTES DE LÍPIDOS
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ESTERILIZACIÓN Y DESINFECCIÓN
ESTERILIZACIÓN
Ausencia total de microorganismos viables
Estufa de esterilización – Autoclave –Óxido de Etileno o radiación ionizante
DESINFECCIÓN Destrucción de la infectividad potencial
de un material determinado
Hipoclorito de sodio al 10% - Etanol al 70% - etc.
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BIOSEGURIDAD: Conjunto de
normas diseñadas para la protección del
individuo, de la comunidad, así como del medio
ambiente contra el contacto accidental con
patógenos biológicos, químicos o elementos
radioactivos.
CONTENCIÓN
BARRERAS SECUNDARIAS
BARRERAS PRIMARIAS
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BARRERAS PRIMARIAS
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BARRERAS SECUNDARIAS
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NIVELES DE BIOSEGURIDAD
Nivel de Bioseguridad Agentes Infecciosos Criterios de Inclusión
BSL 1 B. subtilis, E. coli, Varicela-zoster. No se asocia a enfermedad en
adultos inmunocompetentes sanos
BSL 2 HAV, HBV, HCV, HIV, Parotiditis,
Sarampión, Influenza A, Salmonella,
Legionella pneumophila, Penicillium
sp.
Asociado a enfermedad humana y
transmisible por injuria percutánea,
ingesta, o exposición de membranas
o mucosas
BSL 3 Fiebre Amarilla, SARS, antrax, Viruela,
Fiebre tifoidea, tuberculosis,
Histoplasma capsulatum.
Asociado a enfermedad con
potenciales consecuencias severas o
letales para el ser humano y
transmisible por aerosoles
BSL 4 Dengue, Virus Junín, Ébola,
Hantavirus.
Alto riesgo de enfermedad letal en
humanos y transmisible por
aerosoles. Agentes con desconocido
riesgo de transmisión.
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BSL 3
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BSL 4
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PRECAUCIONES UNIVERSALES• Uso de guantes en todo procedimiento relacionado con sangre o fluidos
corporales del paciente.
• Uso de protección de mucosas (ocular, nasal, faríngea) mediante el uso de barbijos, antiparras, etc., si se prevén salpicaduras de sangre u otros fluidos.
• Uso de delantales impermeables en caso de contacto con sangre (cirugía, partos, etc.).
• Lavado cuidadoso de manos con jabón y antisépticos antes y después del contacto con el paciente o con cualquier muestra proveniente de éste (medida fundamental para prevenir la transmisión de agentes infecciosos).
• Los instrumentos y superficies contaminados deberán ser descontaminados según las normas vigentes en cada institución. Habitualmente, para superficies contaminadas con material orgánico se emplea solución de hipoclorito de Na (8% cloro activo, por ejemplo: 250 ml cada 4 litros de agua).
• Todo profesional de la salud debe recibir la vacuna anti-hepatitis B.
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Enfermedades infecciosas de denuncia obligatoria en el país
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REPLICACIÓN VIRAL
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1. ADSORCIÓN
4. REPLICACIÓN DEL GENOMA
VIRAL
6. LIBERACIÓN
NÚCLEO
2. PENETRACIÓN
5. ENSAMBLAJE
4. TRADUCCIÓN
4. TRANSCRIPCIÓN
3. DESNUDAMIENTO
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1. Adsorción
Unión de una proteína de la cubierta viral (cápside o envoltura) llamada anti-receptor o
proteína de unión con una molécula presente en la superficie celular o receptor.
DETERMINA LA SUSCEPTIBILIDAD DE UN TIPO CELULAR A UN
DETERMINADO VIRUS
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2. Penetración
El virus debe penetrar la membrana plasmática para atravesarla.
• Virus envueltos: por fusión o por endocitosis mediada por un receptor
• Virus desnudos: endocitosis mediada por receptor o formación de poros (poliovirus)
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3. Desnudamiento
• Es la pérdida de la cubierta externa viral (cápside o envoltura).
• Puede ocurrir durante la penetración a nivel de la membrana plásmatica o en las vesículas endosomales; o a nivel de los poros de la membrana nuclear (herpesvirus y adenovirus)
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4. Expresión y replicación del genoma
a. Virus con genoma de ADN
ADN cd ARNm proteínas
ADN cd
ADN cs ADN cd ARNm proteínas
ADN cs
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4. Expresión y replicación del genoma
a. Virus con genoma de ARN
ARN + proteínas ARN - ARNm proteínas
ARN – (IR) ARN + (IR)
ARN + ARN –
ARN cd ARNm proteínas
ARN cd
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4. Expresión y replicación del genoma
a. Virus con transcripción inversa
ARN + ADN cd (integración) ARNm proteínas
ARN +
ADN cdp ADNcdc ARNm proteínas
ADN cdp
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5. Ensamblaje
• Una vez que se ha sintetizado suficiente cantidadde proteínas y genomas virales, se pasa alensamblaje de los distintos componentes paraformar nuevas partículas virales.
- Cápsides icosaédricas: se ensamblan lassubunidades independientemente de la síntesisdel genoma.
- Cápsides helicoidales: agregado de subunidadesproteicas alrededor del ácido nucleico.
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6. Liberación• Es la salida de la célula infectada.
- Virus desnudos: lisis celular
- Virus envueltos: brotación para adquirir la envoltura
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GENÉTICA VIRAL
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DOGMA CENTRAL DE LA BIOLOGÍA MOLECULAR
Replicación del ADN
Replicación del ARN
Transcripción inversa
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Los procesos de replicación de losácidos nucleicos son bastanteselaborados y la copia de la secuencianucleotídica es extraordinariamentefiel, aunque, de vez en cuando, sepueda deslizar algún error.
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TASA DE MUTACIONES ESPONTÁNEAS
• Virus con genoma de ADN = 1 en 10-8 a 10-11
• Virus con genoma de ARN = 1 en 10-3 a 10-5
EL VIRUS DE LA HEPATITIS B (HBV) ES LA EXCEPCIÓN
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CUASIESPECIES
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EVOLUCIÓN VIRAL
La variación genética observada en los virus aARN es el resultado de, al menos, dos procesosdiferentes: la generación de mutantes y sueficiencia competitiva frente a los demás virusde la población (fitness viral).
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EVOLUCIÓN VIRAL
• En el término de varias generaciones, la evolución de los genomas virales se verá influida, además, por:
1. MUESTREO AL AZAR
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EVOLUCIÓN VIRAL2. SELECCIÓN POSITIVA
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INTERACCIONES GENÉTICAS ENTRE VIRUS
• RecombinaciónOcurre en virus con genomas que consisten en una sola molécula de ADN o ARN.
CUASIESPECIE 1
CUASIESPECIE 2
CUASIESPECIE 3
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INTERACCIONES GENÉTICAS ENTRE VIRUS
• Reasociación genética
Ocurre en virus con genomas segmentados.
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• Reasociación: El caso del virus Influenza
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INTERACCIONES GENÉTICAS ENTRE VIRUS
• Complementación
POR RECOMBINACIÓN O REASOCIACIÓN
MUTANTE LETAL 1 MUTANTE LETAL 2
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INTERACCIONES NO GENÉTICAS ENTRE VIRUS
• Heterocigosis
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INTERACCIONES NO GENÉTICAS ENTRE VIRUS
• Interferencia
La interferencia en el crecimiento de dos virus homólogos o muy relacionados se observa
cuando alguno de los dos posee una ventaja sobre el otro.
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INTERACCIONES NO GENÉTICAS ENTRE VIRUS
• Mezcla fenotípica
Ocurre en una célula infectada por un par de virus relacionados.
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INTERACCIONES GENÉTICAS ENTRE LOS VIRUS Y LA CÉLULA HOSPEDADORA
• Transformación: Capacidad de alterar la regulación del ciclo celular y generar tumores.
• Integración: del genoma viral al genoma humano.
• Infección persistente: cuando un virus lítico establece una infección persistente en una célula, debe cambiar para replicarse sin destruir a la célula hospedadora.
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VACUNAS VIRALES
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PROFILAXIS DE LASINFECCIONES VIRALES
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INMUNIDAD ACTIVA ARTIFICIAL
• Finalidades de una vacuna
PREVENIR UNA ENFERMEDAD, PERO…
-La gran mayoría previenen sin evitar la infección.-Algunas vacunas se administran posterior a la
infección: -por largo período de incubación
(Rabia y Viruela)-para evitar consecuencias a largo plazo
(HPV Y HSV)
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TIPOS DE VACUNAS VIRALES
1. Vacunas con virus homólogo inactivado
2. Vacunas con virus homólogo vivo y atenuado
3. Vacunas con virus heterólogo
4. Vacunas desarrolladas con nuevas alternativas
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VACUNAS INACTIVADAS • Pueden ser a virus completo, a subunidades o a VLPs («virus-
like particles»).
• El virus inactivado es incapaz de replicar en el interior de lacélula: actúa como un antígeno.
• Se requieren varias dosis.
Propiedades A virus inactivado o a subunidades
Inducción de anticuerpos ++++
Linfocitos T citotóxicos CD8+ - (habitualmente)
Linfocitos T ayudadores CD4+ ++++
Respuesta contra todos los antígenos virales
Raramente
Duración de la inmunidad Meses o años
Riesgo de enfermedad -
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VACUNAS A SUBUNIDADES RECOMBINANTE
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VACUNAS A VIRUS VIVO Y ATENUADO
• Presentan una disminución ostensible en su patogenicidadpara el hombre pero conservan su inmunogenicidad.
• Su inoculación produce una infección
Propiedades A virus vivo y atenuado
Inducción de anticuerpos ++++
Linfocitos T citotóxicos CD8+ ++++
Linfocitos T ayudadores CD4+ ++++
Respuesta contra todos los antígenos virales
Habitualmente
Duración de la inmunidad Décadas o años
Riesgo de enfermedad +
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FACTORES ESENCIALES A CONSIDERAR EN LA PREPARACIÓN DE VACUNAS
Es imprescindible que el antígeno obtenido sea eficaz en sucapacidad de inducir protección e inocuo.
1. La inducción de inmunidad protectora
2. El desarrollo de modelos en animales de experimentación
3. La elección de la cepa viral
4. La elección del sustrato para su replicación
5. Los métodos de inactivación o atenuación
6. La purificación
7. La inmunogenicidad
8. Los beneficios versus los riesgos de su aplicación al serhumano.
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La inducción de inmunidad protectora
VACUNAS A VIRUS INACTIVADO VACUNAS A VIRUS VIVO Y ATENUADO
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El desarrollo de modelos en animales de experimentación
Es imprescindible contar con modelos animales para reproducir las enfermedades virales humanas
y así poder ensayar las vacunas antes de su aplicación al ser humano.
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La elección de la cepa viral y el sustrato para replicación
• El sustrato para la replicación de la cepa vacunal debe estar libre de otros patógenos.
• Se debe elegir la cepa que:
- tenga una historia conocida de pasajes (es decir, se haya replicado en un sustrato no contaminado).
- contenga todos los antígenos prevalentes en las cepas circulantes en la comunidad.
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Los métodos de inactivación y atenuación
• La inactivación puede realizarse con formalina y calor, betapropiolactona o luz UV.
• El proceso de atenuación es más complejo:- Búsqueda de mutantes atenuadas en la naturaleza
- Adaptación del virus a un hospedador diferente del habitual
- Reasociación genética entre cepas virales virulentas y atenuadas, y entre humanas y animales
- Inducción experimental de mutaciones
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Adaptación del virus a un hospedador diferente del habitual
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La purificación y la inmunogenicidad• La cepa viral en la vacuna debe estar purificada de
componentes celulares y no deberá contener otros virusde origen animal, ni contaminantes bacterianos omicóticos.
• En la vacunas a virus inactivado, el agregado de unadyuvante sirve para aumentar la inmunogenicidad dela vacuna.
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Beneficios versus riesgos de la vacunación
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VACUNAS CON VIRUS HETERÓLOGOS
• También llamadas «jennerianas».
• Se inoculan virus heterólogos, es decir antigénicamente relacionado al virus contra el cual se desea proteger.
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NUEVAS ALTERNATIVAS
1) Oligodesoxinucleótidos (ODN) con islas CpGSecuencias nucleotídicas ricas en C y G
Adyuvantes de vacunas
2) Vacunas a ADN Ausencia de agentes infecciosos, más estables,
desarrollo más rápido, inducción de rta. inmune humoral ycelular, vacunas para el control de infecciones crónicas.
3) Vacunas a virus recombinantes Emplea vectores virales
4) Plantas Transgénicas
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INMUNIDAD PASIVA ARTIFICIAL