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ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 1 TEMA 02 GENERALIDADES DE VIRUS Y PRIONES ENFERMEDADES INFECCIOSAS I, I – 2016 | HOSPITAL DR. R.A CALDERÓN GUARDIA 04 de febrero de 2016 01:30 – 03:00 pm Dr. Ricardo Chinchilla Monge PRIONES El inicio del estudio de los priones lo constituyó la enfermedad de las vacas locas. Los priones son el único ejemplo en el que un agente que no es vivo en el sentido estricto (ni tiene muchas de las características de un ser vivo) puede producir enfermedad, de modo que se rompe el paradigma del dogma central (este establece que los organismos vivos son los únicos capaces de generar enfermedad). Los priones son la conversión de una sialoglucoproteína que es codificada por el hospedador en una forma resistente a la proteasa, como consecuencia de la infección. En condiciones normales las proteínas tienen un ciclo de producción y reemplazo, sin embargo, la sialoglucoproteína resistente a la proteasa es producida y no eliminada, de modo que se acumula y empieza a generar la patología. Las enfermedades por priones se pueden manifestar de tres maneras: a. Esporádica b. Genética c. Infecciosa En el siguiente cuadro se resume algunas de las enfermedades: (no es necesario memorizarlas)

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ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 1

TEMA

02 GENERALIDADES DE VIRUS Y PRIONES ENFERMEDADES INFECCIOSAS I, I – 2016 | HOSPITAL DR. R.A CALDERÓN GUARDIA

04  de  febrero  de  2016  01:30  –  03:00  pm  

  Dr.  Ricardo  Chinchilla  Monge      

PRIONES    El  inicio  del  estudio  de  los  priones  lo  constituyó  la  enfermedad  de  las  vacas  locas.  Los  priones  son  el  único  ejemplo  en  el  que  un  agente  que  no  es  vivo  en  el   sentido  estricto   (ni   tiene  muchas  de   las  características  de  un  ser  vivo)  puede   producir   enfermedad,   de   modo   que   se   rompe   el   paradigma   del   dogma   central   (este   establece   que   los  organismos  vivos  son  los  únicos  capaces  de  generar  enfermedad).    Los   priones   son   la   conversión   de   una   sialoglucoproteína   que   es   codificada   por   el   hospedador   en   una   forma  resistente  a  la  proteasa,  como  consecuencia  de  la  infección.  En  condiciones  normales  las  proteínas  tienen  un  ciclo  de   producción   y   reemplazo,   sin   embargo,   la   sialoglucoproteína   resistente   a   la   proteasa   es   producida   y   no  eliminada,  de  modo  que  se  acumula  y  empieza  a  generar  la  patología.    Las  enfermedades  por  priones  se  pueden  manifestar  de  tres  maneras:  

a. Esporádica  b. Genética  c. Infecciosa  

 En  el  siguiente  cuadro  se  resume  algunas  de  las  enfermedades:  (no  es  necesario  memorizarlas)    

   

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Por  ejemplo,  el  insomnio  familiar  mortal  ocurre  en  algunos  grupos  de  familias  donde  hay  una  consanguinidad  muy  elevada.  La  persona  empieza  a  tener  signos  de  deficiencia  neurológica  que  avanzan  con  los  años  y  eventualmente,  amanecen  muertos.  En  este  caso,   la  enfermedad  se  manifestó  por  un  componente  genético   relacionado  a   la  alta  consanguinidad.   La   enfermedad   esporádica,   como   la   de   Creutzfeldt   -­‐   Jakob   (enfermedad   de   las   vacas   locas)   se  puede  tornar  en  infecciosa  o  adquirida  cuando  ocurre  en  el  humano  por  el  consumo  de  cerebro  de  vaca  infectado  (variante  de  enfermedad  de  Creutzfeldt  -­‐  Jakob).    Es   importante   tomar  en  cuenta  que   las  enfermedades  causadas  por   los  priones   tienen   tasas  de  prevalencia  muy  bajas  (1  por  cada  millón  o  10  millones  de  habitantes).  Por  otro  lado,  en  un  país  como  el  nuestro  donde  no  se  tiene  la   costumbre   de   alimentarse   de   cerebro   de   vaca,   es   muy   difícil   considerar   una   enfermedad   por   priones   en   un  paciente  que  llegue  a  la  consulta  por  problemas  neurológicos.  Así,  la  epidemiología  de  las  enfermedades  tiene  un  impacto  significativo  a  la  hora  de  realizar  un  diagnóstico.    Características  de  los  priones    

ü Su  naturaleza  es  meramente  proteinácea,  y  aunque  es  solo  una  proteína  tiene  la  capacidad  de  infectar.    ü La   forma   celular   (PrPC)   es   codificada   por   el   ADN   del   hospedador   (generalmente   son   receptores   de  

membrana).  ü Tienen  un  peso  molecular  de  33  a  35  kDa.  ü Su   forma   nativa   (natural)   está   formada   por  α-­‐hélices,   que   son   sensibles   a   las   proteasas   y   solubles   en  

detergentes.  ü La   forma   celular   (PrPC)   se   expresa   en   las   superficies   de   las   neuronas,   y   sirve   de   anclaje   para   el  

glucosilfosfatidilinositol   (en   cerebros   infectados   y   no   infectados)   que   es   una   molécula   necesaria   para  todos  los  procesos  neurológicos.  

ü Tanto  la  proteína  nativa  como  la  infecciosa  mantienen  la  misma  secuencia  de  aminoácidos.    

En  un  prión  la  estructura  secundaria  (conformación  de  α-­‐hélices  y  hojas  β)  de  la  proteína  es  la  que  se  ve  afectada  principalmente.  Es  decir,  la  proteína  nativa  se  torna  en  prión  (PrPres)  cuando:  

a. Tiene  un  alto  contenido  de  hojas  o  láminas  β  b. Se  torna  insoluble  en  detergentes  (casi  hidrofóbica)  c. Tiene  la  tendencia  a  aglutinarse  d. Tiene  una  resistencia  parcial  a  la  proteólisis  (es  difícil  degradar  la  proteína)  

 La  forma  PrPres  tiene  la  capacidad  de  inducir  a  la  forma  PrPC  para  que  se  doble  o  se  vuelva  a  doblar  hacia  hojas  o  láminas  β:  ese  simple  cambio  de  conformación  en  la  proteína  es  el  responsable  de  generar  la  patología.  A  través  de  un  Western  Blot  (técnica  de  laboratorio  utilizada  para  identificar  proteínas)  se  diagnostica  la  enfermedad,  ya  que  se  puede  evidenciar  el  cambio  en  la  proteína  porque  su  peso  molecular  se  ha  modificado.  

Figura  1.  A)  Técnica  de  Western  Blot  para  evidenciar  la  enfermedad.  B)  Modelo  tridimensional  de  la  estructura  secundaria  de  una  proteína  normal  en  contraste  con  una  proteína  con  capacidad  infectante.  

   

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VIRUS    Su  nombre  proviene  del  latín  virus,  que  significa  toxina  o  veneno.  Los  virus  son  agentes  infecciosos  muy  pequeños  (de   20   a   300   nm)   que   no   se   ven   al   microscopio   y   su   detección   se   realiza   mediante   anticuerpos,   técnicas  inmunológicas  o  PCR.  Una  unidad  infecciosa  o  partícula  viral  completa  también  recibe  el  nombre  de  virión.    Características  de  los  virus    

ü Son   inertes   en   el   entorno   extracelular.   De   hecho,   se   encuentra   en   debate   si   se   pueden   calificar   como  agentes  vivos  o  no,  ya  que  solo  dentro  de  la  célula  se  tornan  en  agentes  con  vida.  

ü Son   los  organismos  más  numerosos  del  planeta.  En   la  clínica  se  conoce  menos  del  1%  del   total  de  virus  existentes  en  el  ambiente.  

ü Como  grupo   (tomando  en  cuenta   todos   los  descritos),   los  virus   tienen   la  capacidad  de   infectar  cualquier  célula.  Inclusive,  las  bacterias  pueden  ser  infectadas  por  virus  (bacteriófagos).  

ü Los  virus  son  submicroscópicos.  La  excepción  la  constituye  Megavirus  chilensis,  que  mide  700  nm  e  infecta  árboles;  en  contraste,  el  virus  de  la  viruela  mide  200  nm,  y  el  de  la  Polio  28.  

 En  la  taxonomía  realizada  por  el  ICTV  se  encuentra  7  órdenes  de  virus  y  cada  uno  de  estos  tiene  de  3  a  5  familias,  además   de   las   78   familias   que   no   han   sido   asignadas   a   un   orden.   Lo   anterior   recuerda   que   todos   los   virus   son  diferentes,  y  por  ello,  la  sintomatología  puede  variar  inclusive  entre  la  misma  familia.  

 Propiedades  de  los  virus    

• No  tienen  sistema  metabólico  propio.    • Debido  a  que  requieren  de  un  organismo  vivo  para  utilizar  su  maquinaria  celular  con  el  fin  de  replicarse,  se  

han  clasificado  como  parásitos  intracelulares  estrictos.  • Va  a  tener  un  solo  tipo  de  genoma:  ADN  o  ARN.  • Al   carecer   de   ribosomas   y   otros   elementos,   dependen   de   la   célula   hospedera   para   la   producción   de  

proteínas  virales.  • Sus   genomas   son   “los   más   ahorrativos”   porque   codifican   información   mínima.   El   genoma   contiene   la  

información  para:  o Replicación  del  genoma  y  empaquetamiento  o Producción  de  proteínas  virales  o Subvertir  funciones  celulares  para  permitir  la  producción  de  viriones.  Hay  virus  que  trastornan  todo  

el   metabolismo   celular   con   el   fin   de   producir   viriones   y   pueden   llegar   a   retrasar   y   ejecutar   la  apoptosis  según  sus  necesidades.  

• Los  virus,  en  general,  tienen  los  siguientes  efectos  fisiopatológicos:  o Destrucción  de  la  célula  o Manutención  de  la  célula  en  estado  latente  o Transformación  maligna  de  la  célula  (ej.  Virus  del  Papiloma  Humano,  algunos  tipos  de  herpes)  

• Son  un  medio  importante  de  la  transmisión  horizontal  de  genes:  esto  significa  que  una  misma  generación  se  pasa  información  genética  de  una  célula  a  la  otra  (especialmente  los  bacteriófagos).    

Anatomía  del  Virus    La  estructura  del  virus  se  compone  de:  a. Molécula  de  ácido  nucleico  (ADN  o  ARN)  b. Cápside  c. Envoltura  viral  

   

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                                 Los  virus  que  afectan  a  los  animales  son  los  que  poseen  la  envoltura  viral,  que  es  una  membrana  lipoprotéica  que  proviene   de   la   membrana   del   hospedante.   Por   su   parte,   los   virus   que   infectan   a   los   procariotas   van   a   tener  solamente  estructuras  proteicas  en  su  cápside  para  unirse  a  la  célula  huésped.    En  el  siguiente  cuadro  se  detallan  algunas  definiciones  de  importancia:  

 Término   Definición  Cápside   Cubierta  proteínica  que  rodea  al  ácido  nucleico  del  genoma.  

 Capsómeros  

Unidades  morfológicas  que  se  observan  en  la  microscopía  electrónica,  en  la  superficie  de  partículas  virales  icosaédricas.  Representan  grupos  de  polipéptidos.  

Virus  Defectuosos   Partícula  viral  que  es  defectuosa  desde  el  punto  de  vista  funcional,  en  algunos  aspectos  de  la  replicación.  

 Cubierta  o  envoltura  

Membrana  de  lípidos  que  rodea  algunas  proteínas  virales.  Se  adquiere  durante   la  maduración  viral  por  un  proceso  de  gemación  a  través  de  la  membrana  celular  de  la  célula  eucariota  infectada.    

 Nucleocápside  

Complejo   de   proteínas   –   ácido   nucleico   que   representa   la   forma  empacada  de  la  información  genética  (genoma  viral).  En  algunos  virus  es  una  subestructura  de  una  partícula  viral  más  compleja.  

Unidades  estructurales  o  Protómeros  

Proteínas   básicas   de   los   bloques   de   construcción   de   la   cubierta.  Comúnmente  son  acumulaciones  de  más  de  una  subunidad  proteínica  idéntica.  

 Cada  una  de  las  partes  del  virus  son  importantes  para  conocer  la  virulencia  del  mismo.  Si  el  virus  es  muy  similar  a  las   células  que  afecta,   va  a   tener   formas  de  mimetizarse  y  no  ser   reconocido  por  el   sistema   inmune;  a   la  vez,  al  momento  de  atacar  al  organismo  va  a  ser  más  sencillo  encontrar  algún  tipo  de  vacuna  donde  los  anticuerpos  van  a  afectarlo.  Por  ejemplo,  el  virus  de  la  Hepatitis  B  posee  ADN  y  envoltura  que  es  fácilmente  reconocida  por  el  sistema  inmune.  Por  el  contrario,  el  virus  de  la  Hepatitis  C  posee  ARN  y  a  la  hora  de  la  replicación  del  material  genético,  hay  mayor   tasa  de  error  por   la  ARN  polimerasa  de  modo  que  el   virus   tiene  más  mutaciones  y   va  a   cambiar  en   todo  aspecto   (secuencia,   cápside,   características   para   gobernar   la   célula);   como  producto  de   tantas   variaciones   en   su  estructura,  resulta  casi  imposible  hacer  una  vacuna  viable  ya  que  sería  específica  para  una  cepa  y  completamente  inútil  para  combatir  otra.  

Figura  2.  Componentes  estructurales  del  virus.  

   

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v Cubierta  o  envoltura  viral    

Desde  un  punto  de  vista  inmunológico  este  proceso  le  confiere  protección  al   virus,   ya  que  no  podrá   ser   reconocido  por   linfocitos  puesto  que  estos  sensan   la   presencia   de   proteínas   propias   de   la   célula   que   fue   infectada  (ej.en  una  infección  por  hepatitis  B,  el  virus  se  cubre  de  la  membrana  del  hepatocito   infectado   y   entonces,   el   linfocito   no   inicia   un   proceso  inmunológico  porque   la  cubierta  expresa   las  proteínas  de  membrana  del  hepatocito).  

En   la   envoltura   también   puede   haber   glicoproteínas   que   son  carbohidratos  que  se  añaden  por  la  célula  hospedera.  Estos  carbohidratos  también   le   confieren   protección   del   reconocimiento   por   parte   de   las  células  inmunológicas.  A  estos  carbohidratos  añadidos  a  la  cubierta  de  la  envoltura   se   les   conoce   como   peplómeros.   En   algunas   fuentes  bibliográficas   se   puede   encontrar   que   los   peplómeros   incluyen   la  glicoproteína.    Es   importante   recalcar   que   la   cubierta   viral   es   el   primer   componente  estructural  que  interacciona  con  la  célula  huésped  y  solo  se  manifiesta  en  virus  que  afectan  a  mamíferos,  que  salen  por  gemación.  Según  el  virus  posea  una  cubierta  viral,  se  puede  clasificar  en:    

I. Virus  envueltos:  Poseen  la  cubierta  viral.  Pueden  subclasificarse  en:  A. Virus  envueltos  con  simetría  eicosaédrica  B. Virus  envueltos  con  simetría  helicoidal  

II. Virus  desnudos:  No  poseen  cubierta  viral.      

 v Ácidos  nucleicos  

 La  clasificación  del  virus   según  el   tipo  de  ácidos  nucleicos  que  posee   (ADN  o  ARN)  y  el   tipo  de  cadena  de  estos  (doble  o  sencilla)  constituye  una  guía  para  hacer  una  relación  entre  el  patógeno  y  las  manifestaciones  clínicas  de  la  infección.      

ü Los   virus   de   cadena   sencilla   son   muy   extraños   para   el   organismo,   de   manera   que   las   manifestaciones  clínicas  de  estos  van  a  ser  muy  abruptas.  

ü Los  virus  más  similares  al  ADN  humano   (ej.  de  cadena  doble)  no  van  a  generar  una   reacción   inmune  tan  violenta,  de  modo  que  la  sintomatología  expresada  por  el  paciente  va  a  ser  menor.  

 

Figura  3.  Proceso  de  adquisición  de  la  cubierta  o  envoltura  del  virus  a  partir  de  la  célula  

infectada.  

Figura  4.  Tipos  de  virus  envueltos.  

   

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El  virus  del  ébola,  al  igual  que  el  virus  de  la  influenza,  se  contagia  por  medio  de  los  fluidos  y  a  pesar  de  esto,  el  virus  del  ébola  ha  causado  muchísimas  más  muertes  en  corto  tiempo.  Lo  anterior  se  explica  porque  el  virus  del  ébola  no  se   encuentra   tan   adaptado   al   huésped   y   entonces,   al   entrar   al   cuerpo   humano,   el   virus   desata   una   reacción  inmunológica   sumamente   fuerte   que   involucra   shock   anafiláctico   y   coagulación   intravascular   diseminada   que  termina  matando.   Por   otro   lado,   el   virus   de   la   influenza   tiene   cerca   de   40.000   años   de   evolución   en   los   que   se  adaptó  al   ser  humano  y  por  eso  solo  provoca  una  gripe.  En  conclusión,   se  puede  afirmar  que  el   cuadro  clínico  y  respuesta  inmunológica  que  ocasiona  un  virus  guarda  relación  con  qué  tan  adaptado  se  encuentra  al  hospedero.  

 La   figura  6  muestra  que   los  virus  pueden  clasificarse  en  7  grupos  por   los  cuales  ellos  pueden  replicar  el  material  genético:  

 1. dsDNA:  ADN  de  cadena  doble,  produce  ARNm  para  la  

producción  de  las  proteínas.  2. ssDNA:   ADN   de   cadena   simple,   que   usa   la   ADN  

polimerasa   para   hacer   doble   cadena   (dsDNA)   y  generar  ARNm.  

3. dsRNA:  ARN  de  cadena  doble  se  ingresa  a  la  célula  y  ya  se  encuentra  listo  para  la  producción  de  proteínas.  El  proceso  es  más   rápido  y  el  periodo  de   incubación  del  virus  se  disminuye.  

4. (+)ssRNA:   ARN   de   cadena   simple   positiva.   En   este  caso   debe   sintetizarse   la   cadena   negativa   del   ARN  para  poder  iniciarse  la  producción  de  proteínas.  

5. (-­‐)ssRNA:   La  hebra   simple  negativa  de  ARN   funciona  directamente   como  ARNm   y   se   encuentra   listo   para  la  producción  de  proteínas.  

6. ssRNA-­‐RT:   ARN   de   cadena   simple   transcriptasa  reversa,  que  luego  produce  una  doble  banda  de  ADN  que  sintetiza  la  banda  de  ARNm.  Un  ejemplo  de  este  tipo  de  virus  sería  el  SIDA.    

7. dsDNA-­‐RT:  Puede  producir  directamente  el  ARNm.      

   

Figura  5.  Clasificación  de  los  virus  según  el  tipo  de  ácido  nucléico  que  poseen  y  su  relación  al  patógeno.  

Figura  6.  Clasificación  de  los  virus  según  las  formas  en  las  cuales  replican  el  material  genético.  Ds:  double  strand,  ss:  simple  strand.  

   

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v Cápside    La   cápside   es   una   capa   constituida  básicamente  por   proteínas   y   en  ocasiones,   glucoproteínas.   Está   formada  por  capsómeros.  La  cápside  le  permite  al  virus  facilitar  la  fijación  y  penetración  en  la  célula.  Los  virus  pueden  tener  un  sinnúmero  de  cápsides  (figura  6):  esféricos,  eicosaédricos,  bacteriófago,  cilíndrico  y  otros.      

         

               Clasificación  de  los  virus    Las  bases  para  la  clasificación  de  los  virus  son  las  siguientes:  -­‐ Morfología  del  virión  -­‐ Propiedades  del  genoma  viral  -­‐ Propiedades  fisicoquímicas  del  virión  -­‐ Propiedades  de  las  proteínas  virales  

-­‐ Organización  del  genoma  y  de  la  replicación  -­‐ Propiedades  antigénicas  -­‐ Propiedades  biológicas  

 En  el  siguiente  cuadro  se  detalla  la  clasificación  de  los  virus:  

                                         

Figura  7.  Tipos  de  cápsides  que  puede  presentar  un  virus.  

   

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Por   ejemplo,   los   papilomavirus   se   encuentran   en   los   que   son   de   material   genético   ADN,   además   son   de   tipo  desnudo   y   resistentes   al   éter.   Por   otro   lado   los   Coronavirus     o   Arenavirus   (que   están   muy   relacionados   a   los  resfríos)  se  encuentran  en  los  que  son  de  material  genético  ARN,  al  igual  que  los  Calicivirus  (relacionados  a  dengue  y  chikungunya)  y  Rhabdoviridae  (relacionados  con  el  virus  de   la  rabia).  El  problema  de  que  un  virus  sea  tipo  ARN  consiste  en  que  pueden  causar  muchas  patologías  con  sintomatologías  muy  variables  entre  si.    Replicación  Viral    En  la  figura  8  se  muestra  dos  esquemas  que  detallan  la  replicación  de  un  virus:  

 El  mecanismo  de  replicación  que  se  encuentra  en   la   figura  8A  corresponde  al  de  un  virus  con  genoma  tipo  ADN,  mientras  que  el  de  la  figura  8B  corresponde  al  de  un  virus  con  genoma  tipo  ARN.  La  diferencia  entre  estos  radica  en  que  un  virus  ADN,  cuando  está  dentro  de   la  célula  y  propiamente  dentro  del  núcleo  celular,  el  material  genético  entrará  y  habrá  una  síntesis  viral  de  ADN,  para  que  luego  se  transforme  en  ARNm  que  sale  del  núcleo  y  alcanza  los  ribosomas  para  producir  las  partículas  virales  y  continuar  el  proceso  de  ensamblaje  para  poder  salir  del  hospedero.  En  el  virus  ARN  el  proceso  es  más  rápido  ya  que  no  se  requiere  de  la  entrada  de  la  información  genética  al  núcleo,  sino  que  todo  el  proceso  ocurre  en  el  citoplasma.    A  grandes  rasgos,  los  virus  tienen  3  fases  para  su  replicación:  

1. Unión,  penetración  y  pérdida  de  la  envoltura  2. Expresión  del  genoma  viral  y  síntesis  de  componentes  virales  3. Morfogénesis  (ensamblaje)  y  liberación.  

   

Figura  8.  Mecanismos  de  replicación  viral.  

   

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1. Unión,  penetración  y  pérdida  de  la  envoltura    

♦ UNIÓN  ü El   virus   entra   en   contacto   con   la   célula,   esto   a   través   de   moléculas   receptoras   que   son   las  

glucoproteinas.    ü Se  da  la  formación  de  conformaciones  fortuitas  de  homología.  ü La  diferencia  en  el  receptor  puede  determinar  que  el  virus  vaya  a  infectar  a  casi  todas  las  células  del  

cuerpo  o  a  un  número  reducido  de  estas.  Es  decir,   la  presencia  o  ausencia  de  determinado  receptor  afecta  el  tropismo  celular  y  patogenia  del  virus.  o Por  ejemplo,  el  VIH  elige  atacar  a  los  leucocitos  (linfocitos  T)  porque  el  receptor  que  tiene  el  VIH  

es  gp41  y  gp120,  que  reconoce  los  receptores  de  los  linfocitos  T  que  son  CCR5  y  CXCR4.  Al  unirse,  se   genera   un   cambio   conformacional   irreversible.   Así,   la   clave   del   virus   del   VIH   es   activar   los  receptores  celulares.  

ü Puede  inducir  cambios  estructurales  irreversibles  al  virión.                                

 ♦ PENETRACIÓN  

ü La  penetración  del  virus  hacia  la  célula  hospedera  puede  ocurrir  por  3  mecanismos:  1. Endocitosis  mediada  por  receptor:  Como  ocurre  en  el  HIV  (figura  9).  2. Penetración  directa  a  través  de  la  membrana:  Hay  virus  que  poseen  la  capacidad  de  penetrar   la  

membrana  celular  de  la  célula  por  su  pequeño  tamaño.  3. Fusión   de   la   envoltura   del   virión   con   la   membrana   plasmática   celular:   Puede   ocurrir   con   la  

hepatitis  B,  ya  que  si  está  recubierto  de  la  membrana  del  hepatocito  (adquirida  por  el  proceso  de  gemación)  al  acercarse  a  un  hepatocito  sano  ocurre  un  evento  de  “ampliación”  de   la  membrana  del   hepatocito   por   afinidad   en   las   proteínas.   Una   vez   que   se   han   fusionado   las  membranas,   la  cápside  del  virus  accede  al  citoplasma  de  la  célula  huésped.  

 ♦ PÉRDIDA  DE  LA  ENVOLTURA  

ü Ocurre  de  manera  simultánea  con  la  penetración  o  poco  después  de  esta.  ü Implica  la  separación  física  del  ácido  nucleico  viral  y  los  componentes  estructurales  externos  del  virión.  ü Puede  liberarse:  

a. Ácido  nucleico  (en  Picornavirus)    

Figura  9.  Relación  entre  presencia  de  receptores  y  tropismo  celular  y  patogenia  del  virus.  Ejemplo:  VIH.  

   

ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 10  

b. Nucleocápside,  que  puede  contener  material  genético  o  polimerasas  provenientes  de  la  célula  que  infectó  o  que  estas  estén  codificadas  dentro  de  su  material  genético.  Esto  ocurre  en  otras  familias  de  virus.  

ü Generalmente,  el  proceso  requiere  de  un  entorno  ácido,  como  en  los  endosomas.  De  hecho,  hay  virus  muy   especializados   que   buscan   ser   fagocitados   por   endosomas,   ya   que   esto   facilita   el   proceso   de  liberación  de  la  envoltura.  

ü El   virus   es   el   único   ser   vivo   que   requiere   necesariamente   atravesar   el   proceso   de   la   desintegración  para  poder  replicarse.  

   

                                     

 En  la  figura  10  se  puede  observar  que  tras  entrar  en  contacto  con  la  membrana  celular,  el  virus  envuelto  entra  al  endosoma  donde  el  ambiente  ácido  permite   la   liberación  del  nucleocápside.  Luego,   los  proteosomas  degradan   la  nucleocápside  y  con  esto  se  permite  la  salida  del  material  genético;  en  adelante,  se  lleva  a  cabo  todos  los  procesos  de  producción  de  proteínas  nuevas  para  el  virus  y  su  ensamblaje.    2. Expresión  del  genoma  viral  y  síntesis  de  componentes  virales    

♦ EXPRESIÓN  DEL  GENOMA  VIRAL  ü Se  debe  dar  la  transcripción  de  un  ARNm  específico  del  virus  que  infecta  a  la  célula  ü Se  da  la  duplicación  de  la  información  genética.  ü Según  el  tipo  de  material  genético  puede  haber  o  no  un  intermediario.    

♦ SÍNTESIS  DE  COMPONENTES  VIRALES  ü Requiere  que  el  proceso  ocurra  en  una  secuencia  muy  organizada  ü El  material  genético  del  virus  está  diseñado  para  que  reproduzca  unas  proteínas  primero,  y  al  final,  las  

proteínas  del  nucleocápside.  Entonces,  se  habla  de  proteínas:  a. Iniciales:  Como  aquellas  involucradas  en  el  proceso  de  duplicación  del  material  genético,  procesos  

de  transcripción.  

Figura  10.  Proceso  de  pérdida  de  la  envoltura  viral.  

   

ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 11  

b. Tardías:  Como  las  proteínas  encargadas  de  la  nucleocápside.  ü Los   controles   temporales   y   cuantitativos   son   necesarios   porque   las   mismas   proteínas   van   a   servir   para  

estimular  o  retrasar  la  replicación  del  material  genético.    Durante  los  procesos  de  replicación  del  material  genético  se   identifica  estimuladores  y  represores  de   la  expresión  génica,  y  en  el  virus,  esto  se  traduce  en  que  la  misma  proteína  que  sirve  para  conformar  (por  ejemplo)  la  nucleocápside  también  sirve  para  inducir  o  reprimir  la  expresión  génica.  Esto  se  conoce  como  fenómeno  de  redundancia.  

 3. Morfogénesis  y  liberación    

 En  este  caso  se  da  la  liberación  del  genoma  viral  en  la  nucleocápside  y  pueden  salir  virus  sin  envoltura  que  se  empiezan  a  acumular  hasta  que  producen   la   lisis  celular  para  diseminarse.  Un  ejemplo  de  este  proceso  es  el  cuadro   generado   por   los   rotavirus,   que   generalmente   se  manifiestan   como   diarrea:   el   rotavirus   alcanza   las  células   epiteliales   del   tracto   digestivo,   las   infecta,   las   edematiza   y   luego   por   la   hinchazón,   se   lisan;   así,   la  desregulación  del  epitelio  genera  una  desregulación  de  la  ósmosis  que  genera  la  salida  de  agua  al  TGI  y  se  da  la  diarrea.    Por  otro  lado,   los  virus  envueltos  atraviesan  el  proceso  de  gemación  y  no  producen  lisis  celular;   los  virus  con  glicoproteínas  se  van  a   insertar  en   las  membranas  celulares  y   las  nucleocápsides  virales   formarán  yemas  a   lo  largo  de  la  membrana.    Hay  virus  en  los  que  el  proceso  de  maduración  es   ineficaz,  ya  sea  por  estímulos  ambientales,  cambios  en  las  condiciones  de  las  células  o  el  sistema  inmunológico  logró  intervenir  en  el  proceso.  Cuando  esto  ocurre,  se  da  la  presencia  de  cuerpos  de  inclusión  que  se  evidencian  en  los  cortes  histológicos.  El  efecto  puede  ser:  a. Daño  citopático  con  muerte  celular  b. No  hay  daño  celular  pero  hay  infecciones  persistentes    Los   dos   efectos  mencionados   previamente   ocurren   porque   el   virus   toma   el   control   de   la   apoptosis   celular,  generalmente  retrasando  la  apoptosis  temprana  para  aumentar   la  progenie  viral.  Esto  se  da  mientras  el  virus  replica   su   material   genético.   En   etapas   avanzadas   (cuando   es   viable   para   el   virus   diseminarse)   hay   una  inducción  de  la  apoptosis  celular  para  que  las  partículas  virales  se  liberen.  

                                       

Figura  11.  Proceso  de  gemación  del  virus  envuelto.  

   

ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 12  

Patogenia  Viral    La  patogenia  viral  ocurre  cuando  un  virus  afecta  un  hospedero.  Por  otro    lado,  la  patogenia  de  la  enfermedad  es  el  subgrupo  de  eventos  que  se  desarrollan  durante  una  infección  y  dan  origen  a  la  manifestación  de  la  enfermedad  en  el  hospedador.    

v Mecanismos  de  infección  viral    

Ante   la   llegada  de  un  paciente   con  manifestaciones  de   infección  viral,   es   importante   identificar  en  qué  etapa   se  encuentra:  si  está  iniciando  el  cuadro,  si  está  en  el  proceso  de  incubación,  pico  de  infección  o  va  resolviendo.  Según  el  proceso  en  el  que  se  encuentre  el  paciente  se  debe  tomar  la  decisión  clínica.  En  un  mecanismo  de  infección  viral  siempre  habrá  una  respuesta  celular  y  una  respuesta  del  hospedero:  

 Mecanismos  de  infección  viral  

Respuesta  celular   Respuesta  del  hospedero      

Por  debajo  del  campo  visual  

 

Hay  una  exposición  al  agente  infeccioso  pero  este  puede  o  no  entra  a  la  célula.    

Exposición  sin  infección  Generalmente   el   paciente   no   mostrará  manifestaciones  clínicas.    

   Enfermedad  Subclínica  El   agente   infeccioso   logró   entrar   a   la  

célula   pero   este   madura   sin   cambio  visible   o   bien,   ocurre   maduración   viral  incompleta.  

Infección  asintomática  La   infección   ocurre   pero   no   muestra  manifestaciones   clínicas.   Esto   puede  ocurrir  porque  el  individuo  se  aplica  alguna  vacuna  etc.  

 Estado  

discernible  

Lisis  celular  Hay  formación  de  cuerpos  de  inclusión,  transformación   celular   o   disfunción  celular.  

Muerte  del  organismo  Los   individuos   se   presentan   a   la   consulta  principalmente   en   este   estadio   de   la  infección,   en   donde   se   observa   la  enfermedad   clásica.   En   este   caso   la  gravedad  de  la  infección  es  de  leve  a  grave  y   se   debe   determinar   qué   tipo   de  enfermedad  es.  

 Enfermedad  

clínica  

                                   

Figura  12.  Concepto  de  "iceberg"  de  la  infección.  

   

ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 13  

De  acuerdo  con  lo  anterior,  se  debe  hacer  una  correlación  con  la  patogenia  viral:  • Entrada  y  replicación  primaria  • Diseminación  viral  y  tropismo  celular  • Lesión  celular  y  enfermedad  clínica  • Recuperación  de  la  infección:  Ocurre  la  respuesta  innata  y  adaptativa  del  organismo.  • Diseminación  viral:  Ocurre  cuando  la  respuesta  es  inefectiva.  

 Lo  anterior   se  ejemplifica  en   la   figura  13.  El   virus  generalmente   ingresa   al   organismo   por   el   tracto  respiratorio   (fosas   nasales),   tracto   digestivo   o   la  piel.  Seguidamente,  alcanza   los  ganglios   linfáticos  y  ahí,  se  disemina  a  sangre  y  luego  a  la  mayoría  de  órganos  (comúnmente  médula  ósea,  hígado,  bazo  y   vasos   sanguíneos).   El   virus   continúa  diseminándose   por   el   torrente   sanguíneo   hasta  alcanzar   órganos   que   presenten   receptores  adecuados   para   el,   y   luego,   migra   hacia   los  órganos   blanco   (aquellos   donde   hay   mayor  afinidad   o   tropismo)   que   pueden   ser   mucosa  nasal,   la   piel,   encéfalo,   pulmón,   riñón,   glándulas  salivales  u  otros.    El  ciclo  de  entrada  previamente  descrito  se  puede  comprobarse   con   el   virus   de   la   varicela:   este   no  requiere   del   contacto   cercano   con   un   paciente  que   presenta   el   virus,   ya   que   no   pasa   de   piel   a  piel,   sino   que   ingresa   por   una   vía   superior.  Además,   esto   explica   que   la   varicela   tenga   un  tropismo   con   sentido   céfalo   caudal,   ya   que   las  manifestaciones   empiezan   por   fosas   nasales   y  boca,  finalizando  en  miembros  inferiores.        Otro   punto   importante   es   que   es   muy   difícil  identificar   un   virus.   Muchas   veces   los   virus   son  detectados   a   través   de   los   anticuerpos   que  produce   el   individuo,   ya   sea   IgM   o   IgG.   La  diferencia   principal   entre   estos   dos   anticuerpos  consiste  en  que:  ü IgM   es   el   anticuerpo   que   va   a   detectar  

infecciones   recientes   en   el   huésped  (infección  primaria  o  recurrente)  y  va  a  elevar  sus  niveles  en  sangre  ante  estas.  La  elevación  de   la   concentración   de   IgM   ocurre   en   los  primeros   15   días   tras   la   infección   o   tras   la  vacunación  y  es  detectable  tras  el  día  16.  

ü IgG  es  detectable  de  2  a  3  semanas  después  de  la  infección.  Indica  la  presencia  de  infecciones  ya  previamente  desarrolladas  (posiblemente  de  años  atrás).  

 

Figura  13.  Ciclo  de  diseminación  del  virus.  

   

ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 14  

 Cuando  el   organismo  entra  en   contacto   con  el   agente   infeccioso,   la  producción  de   IgM  e   IgG  empieza  al  mismo  tiempo,  pero  los  que  mayormente  se  expresan  en  los  primeros  15  días  tras  la  infección  son  los  anticuerpos  IgM  y  por   ello   es   el   marcador   de   predilección   cuando   una   persona   se   infecta   de   un   virus   o   cualquier   otro   agente  infeccioso.  Por  otro  lado,  luego  de  los  15  días  se  pueden  detectar  los  niveles  de  IgG.      Como  lo  muestra  la  figura  14,  los  anticuerpos  IgG  continúan  elevando  sus  concentraciones  a  través  del  tiempo.  Así,  si  un  paciente  llega  a  la  consulta  en  el  día  48  tras  la  infección  ¿cómo  se  determina  si  se  trata  de  una  nueva  infección  o  si  es   la  reagudización  de  una  infección  anterior?  Se  solicitan  las  pruebas  serológicas  pertinentes  (IgG)    y  tras  15  días,  se  vuelven  a  enviar  las  pruebas  serológicas  nuevamente.  Se  esperaría  observar  un  aumento  en  el  título  de  IgG,  para   confirmar   que   el   paciente   está   infectado   (infección   primaria),   sin   embargo,   si   el   título   se  mantiene,   quiere  decir  que  la  infección  va  a  ser  de  años.,  posiblemente  porque  el  virus  se  mantuvo  latente.                                                Hay  otros   virus  que  desarrollan  una   respuesta  del   tipo   IgA   (que  no  es   lo   común)   como  el   virus  de   la  polio  o   los  rotavirus;   si   estos   ingresan   al   organismo   lo   hacen   a   través   de   la   boca   y   generalmente,   se   alojan   en   el   tracto  gastrointestinal.   Los   anticuerpos   IgA   son  de   secreción.  Unos  de   los   anticuerpos  que   se  utilizan   (y  que  no   son  de  manera   infecciosa)   son   las   transglutaminasas,   que   son   para   la   enfermedad   celiaca.   Estos   están   directamente  relacionados  con  el  tracto  gastrointestinal,  al  igual  que  IgA.    Virus  a  nivel  del  laboratorio    Los  virus  pueden  crecer  en  distintos  medios  de  cultivo,   tales  como  animales,  huevos   fértiles  de  gallina  o  cultivos  celulares.  De  estos  últimos,  se  distinguen  3  tipos:  1. Primarios  à  Se  trata  de  la  dispersión  de  células  a  partir  de  un  tejido  fresco.  Se  hace  generalmente  con  biopsias  

y  laboratorios  especializados  de  bioquímica.  2. Secundarios  à   Líneas   celulares  diploides,   a  partir   del   tejido  primario.  Han   sufrido   cambios  que  permiten   su  

cultivo  limitado  (hasta  50  recambios).  

Figura  14.  Respuesta  sérica  y  de  secreción  de  anticuerpos  ante  la  infección.  

   

ENFERMEDADES INFECCIOSAS I (HCG) I – 2016 | 15  

3. Líneas   celulares   continuas  à   Utilizadas   para   investigación.   Utilizan   células   provenientes   de   cáncer   (tienen  cromosomas  alterados  y  en  números  irregulares).  Su  crecimiento  es  más  prolongado  debido  a  que  la  célula  se  vuelve  “inmortal”  porque  no  sufre  acortamiento  de  telómeros,  de  modo  que  permite  más  recambios.  

 v Análisis  virales  

 Una  vez  que  se  ha  cultivado  el  medio  con  el  virus,  se  debe  realizar  un  análisis  del  efecto  idiopático  (es  decir,  qué  le  hace  el  virus  a  las  células).  De  esta  manera  se  puede  determinar  si  el  virus  produce:  

ü Lisis  o  necrosis  celular  ü Cuerpos  de  inclusión  ü Formación  de  células  gigantes  ü Vacuolización  del  citoplasma  

 En  la  figura  15  se  observa  el  efecto  idiopático  del  virus  del  dengue  a  una  monocapa  de  células  (figura  1b).                                

   

Cuantificación  o  detección  de  los  virus  Métodos  físicos   Métodos  Biológicos  

1. PCR  Número  de  copias  del  genoma  viral  

2. Serología  a. ELISA  b. Quimioluminiscencia  c. ECLIA:  Electroquimioluminiscencia  d. Pruebas  de  látex  

1. Animales  2. Huevos  fértiles  3. Cultivos  celulares  

 En   la   clínica,   el   análisis   viral   se   realiza   a   través   de   los   métodos   físicos   principalmente.   La   diferencia   entre   los  métodos  físicos  es  la  sensibilidad:  una  prueba  de  látex  es  menos  sensible,  seguida  por  el  ELISA  y  después,  por  los  analizadores   utilizados   para   inmunología   (útiles   para   la   detección   de   HIV,   Hepatitis   B   y   C   así   como   distintos  anticuerpos).     Los  métodos   biológicos   se   utilizan   para   investigación   en   los   laboratorios   de   virología   porque   son  métodos  caros  y  que  requieren  mucho  trabajo,  además,  hay  mucha  reglamentación  del  uso  de  animales  y  huevos  fértiles.        

Figura  15.  Efecto  idiopático  del  virus.  

   

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En  cuanto  a   las  pruebas  con  huevos   fértiles,   lo  que  se  hace  es  inyectar  el  virus  en  distintas  partes  de  este  y  así  determinar  la  afinidad  de  los  distintos  virus.  A  través  de  estas  pruebas  se  han  desarrollado  muchísimas  vacunas,  como  la  vacuna  contra  el  virus  de  la  influenza.      Es  debido  a  la  complejidad  del  proceso  que  las  vacunas  desarrolladas   por   este   método   toman   mucho   tiempo  en   salir   al   alcance   de   la   población,   además,   según   el  virus   la   inoculación   debe   realizarse   en   sitios  específicos.              

   

                                                 

 TRANSCRITO POR: Karen Pacheco R.

Figura  16.  Pruebas  de  virus  con  huevos  fértiles.  

Figura  5.  Resumen  de  las  infecciones  virales.