9.11G: Virus de ADN de Doble Cadena - Poxvirus

Los poxvirus son una familia de virus de ADN grandes, complejos y envueltos que infectan a una variedad de huéspedes vertebrados e invertebrados.

Objetivos de aprendizaje

• Examinar los virus de la viruela por su relevancia para las enfermedades y la investigación

Puntos Clave

• El más famoso de los poxvirus fue la viruela. La viruela es una de las dos enfermedades infecciosas que se han erradicado, la otra es la peste bovina, la cual fue declarada erradicada en 2011.
• La forma infecciosa más abundante y simple de la partícula de poxvirus, el virión maduro, consiste en el genoma de ADN viral encerrado en un núcleo proteínico y una membrana externa de lipoproteínas.
• Los poxvirus exhiben un programa de expresión génica regulada temporalmente: los genes tempranos, intermedios y tardíos impulsan la replicación del ADN seguido de la expresión de proteínas estructurales necesarias para el ensamblaje del virión de la progenie.

Términos Clave

• recombinante: Este término se refiere a algo formado al combinar elementos existentes en una nueva combinación. Así, la frase ADN recombinante se refiere a un organismo creado en el laboratorio mediante la adición de ADN de otra especie.
• lipoproteína: Cualquiera de un gran grupo de complejos de proteína y lípido con muchas funciones bioquímicas.

Los poxvirus son una familia de virus de ADN grandes, complejos y envueltos que infectan a una variedad de huéspedes vertebrados e invertebrados. Los poxvirus son de importancia tanto médica como científicamente debido a su amplia distribución, patogenicidad y ciclo de vida replicativo citoplásmico. Varios miembros destacados, entre ellos el virus de la variola (agente causante de la viruela), el virus del molusco contagioso (causa de una infección cutánea común de niños pequeños y adultos inmunodeprimidos) y el virus de la viruela de los monos (agente de una enfermedad similar a la viruela en partes de África), son de considerable preocupación para la salud pública y biodefensa.

El más famoso de los poxvirus fue la viruela. La viruela fue una enfermedad infecciosa exclusiva de los humanos, causada por cualquiera de las dos variantes del virus, Variola mayor y Variola menor. La enfermedad también se conoce con los nombres latinos Variola o Variola vera, que es un derivado del latín varius, que significa “manchado” o varo, que significa “espinilla” El término “viruela” se utilizó por primera vez en Gran Bretaña en el ^siglo XV para distinguir la variola de la “viruela” (sífilis). El último caso natural de viruela (Variola minor) fue diagnosticado el 26 de octubre de 1977. Después de campañas de vacunación a lo largo de los siglos ^XIX y ^XX, la Organización Mundial de la Salud (OMS) certificó la erradicación de la viruela en 1979. La viruela es una de las dos enfermedades infecciosas que se han erradicado, la otra es la peste bovina, la cual fue declarada erradicada en 2011.

El poxvirus prototípico y más estudiado, el virus vaccinia (VACV), sirve como una vacuna eficaz contra la viruela, una plataforma para vacunas recombinantes contra otros patógenos y un eficiente vector de expresión génica para la investigación básica. A lo largo de su genoma de ADN bicatenario aproximado de 195 kpb, el VACV codifica aproximadamente 200 proteínas, que van en función desde la síntesis de ARN y ADN viral y el ensamblaje de viriones hasta la modulación de las defensas inmunitarias del huésped.

La forma infecciosa más abundante y simple de la partícula de poxvirus, el virión maduro (MV), consiste en el genoma de ADN viral encerrado en un núcleo proteínico y una membrana externa de lipoproteínas con aproximadamente 60 y 25 proteínas virales asociadas, respectivamente. Después de la unión a las superficies celulares y la fusión con el plasma o la membrana endosómica, la replicación del poxvirus se inicia por la entrada del núcleo viral en el citoplasma, donde tienen lugar todas las etapas posteriores del ciclo de vida. Los núcleos de poxvirus albergan la ARN polimerasa dependiente de ADN viral y los factores de transcripción necesarios para la expresión de genes tempranos, que constituyen casi la mitad del genoma viral y codifican proteínas necesarias para la replicación del ADN y la transcripción génica intermedia, así como un gran número de inmunomoduladores.

Los poxvirus exhiben un programa de expresión génica regulada temporalmente, es decir, la expresión de genes tempranos que codifican la replicación del ADN y factores de transcripción intermedios desencadenan la expresión de genes intermedios que codifican factores de transcripción específicos de genes tardíos. Los productos génicos tardíos consisten principalmente en proteínas estructurales necesarias para el ensamblaje de los viriones de la progenie, así como aquellas enzimas destinadas a la incorporación a los viriones de la progenie, y utilizadas para la expresión génica temprana durante la siguiente ronda de infección. El ensamblaje del MV involucra más de 80 productos génicos virales. Además, durante el tránsito por el citoplasma, un subconjunto de MVs de progenie adquiere dos bicapas de membrana adicionales, una de las cuales se pierde durante la exocitosis de la partícula, para producir el virión envuelto (EV) menos abundante. Así, un EV es esencialmente un MV con una membrana adicional en la que se asocian al menos seis proteínas únicas. Los EVs son antigénicamente distintos de los MVs y son importantes para la diseminación eficiente del virus en el huésped infectado y la protección contra las defensas inmunitarias. Por el contrario, las MVs se liberan tras la lisis celular y pueden ser importantes para la transmisión animal a animal.

Figura: Niña infectada con viruela. Bangladesh, 1973. : En la viruela de tipo ordinario los bultos se llenan de un líquido espeso y opaco y a menudo tienen una depresión o hoyuelo en el centro. Esta es una característica distintiva importante de la viruela.