Bocavirus humano ( HBoV ) es el nombre dado a todos los virus del género Bocaparvovirus de la familia de virus Parvoviridae [2] que se sabe que infectan a los humanos. HBoV1 y HBoV3 (y el bocaparvovirus del gorila) son miembros de la especie Primate bocaparvovirus 1 , mientras que los virus HBoV2 y HBoV4 pertenecen a la especie Primate bocaparvovirus 2. Algunos de estos virus causan enfermedades humanas. HBoV1 está fuertemente implicado en causar algunos casos de infección del tracto respiratorio inferior , especialmente en niños pequeños, y varios de los virus se han relacionado con la gastroenteritis , aunque el papel clínico completo de esta enfermedad infecciosa emergente aún está por dilucidarse.
Allander y sus colegas del Instituto Karolinska de Estocolmo (Suecia) clonaron por primera vez la secuencia codificante de este nuevo miembro de la familia Parvoviridae en 2005 a partir de aspirados nasofaríngeos agrupados (NPA, colección de líquido aspirado de la parte posterior de la cavidad nasal). [3] Utilizaron una técnica novedosa llamada cribado molecular de virus, basada en la clonación aleatoria y el análisis bioinformático . Esta técnica ha llevado al descubrimiento de nuevos virus como el poliomavirus KI (Instituto Karolinska) [4] y el WU (Universidad de Washington), [5] que están estrechamente relacionados entre sí y se han aislado de secreciones respiratorias.
Desde entonces, varios grupos de científicos han descubierto que el HBoV es el cuarto virus más común en muestras respiratorias, [6] [7] detrás de los rinovirus , el virus respiratorio sincitial y los adenovirus . [8]
El nombre bocavirus se deriva de bovino y canino , en referencia a los dos huéspedes conocidos de los miembros fundadores de este género: el parvovirus bovino que infecta al ganado, y el virus diminuto de los caninos que infecta a los perros. [9] Los parvovirus (latín: virus pequeños) tienen un ADN monocatenario de 5 kilobases de longitud , y utilizan algunas de las proteínas de replicación de su huésped para copiar su ADN.
Los viriones son pequeños (diámetro de 18 a 26 nanómetros ), icosaédricos y sin envoltura. La cápside tiene simetría T = 1 y consta de 60 copias de proteína de cubierta . Las proteínas de cubierta tienen un motivo de barril beta de ocho hebras conservado que forma el núcleo de la cápside. También hay una hélice alfa conservada. [10]
La cápside del HBoV comparte tres rasgos característicos que también se encuentran en los otros parvovirus vertebrados: [10] (1) una depresión similar a un hoyuelo en cada eje icosaédrico de 2 pliegues; (2) una gran protuberancia trimérica en o alrededor de cada eje de 3 pliegues; (3) una proyección cilíndrica que rodea cada eje de 5 pliegues que encierra un canal central que conecta el interior de la partícula con su exterior y sirve como portal de entrada y salida para el ADN viral. Este cilindro de 5 pliegues está rodeado por una amplia depresión similar a un cañón. Si bien el hoyuelo también se encuentra entre los parvovirus de invertebrados, generalmente carecen de las protuberancias de 3 pliegues y el cañón alrededor del canal de 5 pliegues. El diámetro externo de la cápside varía de ~21,5 nanómetros (nm) en los puntos más bajos del hoyuelo y el cañón a ~28 nm en la parte superior de la protuberancia.
El genoma es un ADN monocatenario lineal de 5,5 kilobases de longitud con diferentes estructuras terminales en forma de horquilla en cada extremo.
El genoma codifica 3 marcos de lectura abiertos (ORF1, 2 y 3). El ORF izquierdo codifica 4 proteínas no estructurales (NS1, NS2, NS3 y NS4). El ORF central codifica NP1. El ORF derecho (ORF3) codifica las proteínas de la cápside (VP1, VP2 y VP3). El gen NP1 se encuentra en un marco de lectura alternativo al de VP1 y se superpone al inicio de VP1 en 13 nucleótidos. De manera similar, VP3 es colineal con VP1 y VP2 y resulta del inicio de la traducción en un ATG corriente abajo y co-termina. VP2 se traduce a partir de un codón de inicio no canónico GUG.
Un ARN viral no codificante de 140 nucleótidos, denominado ARN pequeño codificado por bocavirus (BocaSR), se expresa desde la región no codificante 3' después del ORF VP.
NP1 es una pequeña proteína no estructural que podría inducir la apoptosis en la transfección de células HeLa. [11]
Hay un único promotor ubicado dentro de la horquilla 3'. Este es responsable, mediante empalme alternativo y poliadenilación alternativa , de la generación de varios (al menos 6) ARNm . [12] La cola de poli A tiene aproximadamente 150 nucleótidos de longitud.
Después de la importación nuclear, el genoma monocatenario se convierte en ADN bicatenario y comienza la producción de la proteína viral NS1.
El genoma se replica a través de un mecanismo único de horquilla rodante lineal que depende de la proteína NS1. [13] Se ha informado que la replicación da como resultado la creación de una serie de secuencias circulares de cabeza a cola. [14]
Una secuencia conservada entre los Parvoviridae TAAAAAT se encuentra cerca del extremo 3'.
Otros parvovirus se replican únicamente cuando la célula huésped está en la fase S: la replicación viral produce la muerte de la célula huésped. Este patrón aún no se ha confirmado experimentalmente en el caso de los bocavirus, pero parece probable que así sea. La expresión de las proteínas virales por sí sola no causa la muerte de la célula huésped, a diferencia de otros parvovirus en los que se ha estudiado este fenómeno. [15]
La replicación en horquilla rodante de los parvovirus es una adaptación lineal de los mecanismos de replicación en círculo rodante (RCR) utilizados por muchos plásmidos y virus pequeños. NS1, la proteína multifuncional de iniciación de la replicación viral, forma una molécula oligomérica multidominio que tiene actividad de endonucleasa HuH específica de sitio y de cadena y de helicasa de la superfamilia III (SF3) . Todas las helicasas SF3 viajan a lo largo del ADN en una dirección de 3 ′ a 5 ′ . Se encuentran cuatro motivos de secuencia conservados en las helicasas SF3 (A, B, B ′ y C). Estos motivos forman el bolsillo de unión del trifosfato de nucleósido, el sitio de coordinación del ion metálico, el sitio de unión del ADN y el elemento sensorial. Estos motivos se encuentran en un tramo de aproximadamente 100 residuos de aminoácidos en el medio de NS1. Estas helicasas rodean el ADN como un anillo de seis u ocho subunidades con el bolsillo de unión de ATP entre las subunidades adyacentes. La primera subunidad proporciona los motivos A y B, y el residuo de arginina de la segunda subunidad funciona como un sensor de dedo de arginina que actúa en trans para la unión de ATP y el estado de hidrólisis. El dedo de arginina se encuentra después del motivo C, pero en tres dimensiones a menudo está incrustado en un grupo de aminoácidos con carga positiva. En una configuración de anillo, este dominio interactúa con el bolsillo de unión de ATP de la subunidad vecina.
La estructura atómica del dominio de la endonucleasa HuH de NS1 de HBoV1 [16] se asemeja mucho a las estructuras de nickasa codificadas por otros parvovirus y por replicones RCR más distantes. Esta estructura también media el reconocimiento de ADN dúplex específico del sitio, lo que permite que NS1 se una específicamente al origen de replicación viral ubicado en cada extremo de su genoma (derivado de las secuencias de los telómeros de horquilla virales). El reconocimiento del origen, que para algunos parvovirus debe mejorarse mediante la unión de cofactores celulares adicionales, conduce al corte específico de la cadena y del sitio de los intermediarios de replicación de ADN dúplex viral, procesos que requieren ATP para una unión estrecha y el corte posterior. La proteína NS1 permanece unida covalentemente al extremo 5 ' del ADN cortado, mientras que el nuevo grupo 3 ' -hidroxilo es capaz de iniciar la síntesis de secuencias lineales adicionales. Se cree que la replicación del genoma está mediada por las polimerasas de reparación del ADN. Este proceso involucra la proteína de replicación de la proteína de unión de cadena simple A y NS1. En este proceso, NS1 actúa como una helicasa impulsada por ATP para resolver las estructuras terminales en horquilla del genoma viral.
La NS1 también es responsable del efecto citopático de algunos parvovirus, y hay evidencia que indica que alguna forma de esta proteína se asocia con uno de los cilindros quíntuples de las cápsides recién ensambladas, donde actúa como motor molecular, utilizando su actividad de helicasa 3' a 5' para impulsar la encapsidación del ADN monocatenario de la progenie en la partícula. [17]
Existen cuatro genotipos humanos conocidos de este virus: del tipo 1 al 4. Los tipos 1 y 2 parecen haber divergido recientemente (circa 1985) [18]. La tasa evolutiva media estimada es de 8,6 × 10 −4 sustituciones/sitio/año. Las posiciones del 1.º y 2.º codón evolucionan 15 veces más lentamente que las de la posición del 3.º codón.
Existe una identidad del 78%, 67% y 80% entre las proteínas NS1, NP1 y VP1/VP2 del bocavirus humano 1 y 2, respectivamente. [19] Puede producirse una recombinación entre cepas. El bocavirus humano 3 parece ser un recombinante del bocavirus humano 1 y un ancestro común de los bocavirus humanos 2 y 4. [20]
Se han aislado bocavirus de cerdos. [21] El análisis filogenético del bocavirus porcino lo ubica junto con el virus diminuto canino. [22]
Se han obtenido secuencias incompletas de bocavirus de chimpancés salvajes. [23] Estas secuencias se encuentran filogenéticamente dentro de los aislamientos conocidos de bocavirus humanos pero también muestran evidencia de recombinación.
El HBoV se encuentra en muestras respiratorias de sujetos sanos. [24] En pacientes con afecciones respiratorias, puede encontrarse solo o, más a menudo, en combinación con otros virus que se sabe que causan afecciones respiratorias. [6] Los recién nacidos probablemente estén protegidos por la inmunización pasiva . [25] El grupo de edad más frecuentemente afectado parece ser el de los niños entre seis meses y dos años, [25] [26] aunque se han notificado casos en niños mayores de cinco años e incluso en un joven de 28 años. [27]
El HBoV puede detectarse no sólo en muestras respiratorias, sino también en sangre, orina y heces. Las dos últimas pueden reflejar simplemente la diseminación viral, aunque se ha descrito diarrea en infecciones por bocavirus en animales, y algunos pacientes con HBoV parecen tener diarrea independientemente de los síntomas respiratorios. [28] [29]
Un estudio realizado en Jordania reveló que el 9% de 220 niños hospitalizados con infección de las vías respiratorias inferiores estaban infectados con bocavirus. [30] La edad media de los infectados era de 4 meses. La tos (100%), las sibilancias (82,7%) y la fiebre (68,2%) fueron los hallazgos clínicos más comunes, siendo la bronconeumonía (35%) y la bronquiolitis (30%) los diagnósticos finales más comunes.
El HBoV1 se ha asociado generalmente con síntomas respiratorios, mientras que otros tipos de HBoV tienden a asociarse con diarrea y parálisis flácida aguda.
Aunque la mayoría de los casos son leves, también se han reportado enfermedades respiratorias graves. [31]
Se ha descrito una infección potencialmente mortal causada por bocavirus humano en un niño prematuro de 20 meses de edad previamente sano. [32]
