Bocavirus humano ( HBoV ) es el nombre que se le da a todos los virus del género Bocaparvovirus de la familia Parvoviridae [2] que se sabe que infectan a los humanos. HBoV1 y HBoV3 (y bocaparvovirus de gorila) son miembros de la especie Bocaparvovirus de primate 1, mientras que los virus HBoV2 y HBoV4 pertenecen a la especie Bocaparvovirus de primate 2 . Algunos de estos virus causan enfermedades humanas. El 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 gastroenteritis , aunque el papel clínico completo de esta enfermedad infecciosa emergente aún está por dilucidar.
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 detección de virus moleculares, basada en clonación aleatoria y análisis bioinformático . Esta técnica ha permitido descubrir nuevos virus como el poliomavirus KI (Instituto Karolinska) [4] y WU (Universidad de Washington), [5] que están estrechamente relacionados entre sí y han sido aislados 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 bo vine y ca nine, en referencia a los dos huéspedes conocidos de los miembros fundadores de este género; el parvovirus bovino que infecta al ganado y el diminuto virus canino que infecta a los perros. [9] Los parvovirus (en latín: virus pequeños) tienen un ADN monocatenario de 5 kilobases de largo 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 la cubierta tienen un motivo de barril beta conservado de ocho hebras que forma el núcleo de la cápside. También hay una hélice alfa conservada. [10]
La cápside de HBoV comparte tres rasgos característicos que también se encuentran en otros parvovirus de vertebrados: [10] (1) una depresión en forma de hoyuelo en cada eje doble icosaédrico; (2) una gran protuberancia trimérica en o rodeando cada eje triple; (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 del 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 triples y del cañón alrededor del canal quíntuple. El diámetro externo de la cápside varía desde ~21,5 nanómetros (nm) en los puntos más bajos del hoyuelo y el cañón hasta ~28 nm en la parte superior de la protuberancia.
El genoma es un ADN monocatenario lineal de 5,5 kilobases de longitud con estructuras terminales en horquilla dispares 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 del medio codifica NP1. El ORF de la derecha (ORF3) codifica las proteínas de la cápside (VP1, VP2 y VP3). El gen NP1 está 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 aguas abajo y cotermina. 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 a partir de 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 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 de horquilla lineal único 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 Parvoviridae TAAAAAT se encuentra cerca del extremo 3'.
Otros parvovirus se replican sólo cuando la célula huésped está en fase S: la replicación viral provoca la muerte de la célula huésped. Este patrón aún no se ha confirmado experimentalmente para los bocavirus, pero parece probable que sea así. La expresión de las proteínas virales por sí sola no causa la muerte de la célula huésped a diferencia de otros parvovirus donde esto se ha examinado. [15]
La replicación en horquilla rodante de parvovirus es una adaptación lineal de los mecanismos de replicación en círculo rodante (RCR) utilizados por muchos plásmidos y virus pequeños. NS1, la proteína de iniciación de replicación viral multifuncional, 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 la dirección de 3 ′ a 5 ′ . Se encuentran cuatro motivos de secuencia conservados en las helicasas SF3 (A, B, B ′ y C). Estos motivos forman la bolsa de unión de nucleósido trifosfato, el sitio de coordinación de iones metálicos, el sitio de unión al 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 digital de arginina de acción 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 suele estar incrustado en un grupo de aminoácidos cargados positivamente. En una configuración de anillo, este dominio interactúa con la bolsa de unión de ATP de la subunidad vecina.
La estructura atómica del dominio de endonucleasa HuH de HBoV1 NS1 [16] se parece 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 de un sitio, lo que permite que NS1 se una de manera específica a los orígenes de replicación viral ubicados en cada extremo de su genoma (derivados de las secuencias de los telómeros virales en horquilla). El reconocimiento del origen, que para algunos parvovirus debe mejorarse mediante la unión de cofactores celulares adicionales, conduce a melladuras específicas de la hebra y del sitio de los intermediarios de replicación del ADN dúplex viral, procesos que requieren ATP para la unión estrecha y la mella posterior. La proteína NS1 permanece unida covalentemente al extremo 5 ′ del ADN cortado, mientras que el nuevo grupo 3 ′ -hidroxilo es capaz de cebar la síntesis de secuencias lineales adicionales. Se cree que la replicación del genoma está mediada por las ADN polimerasas reparadoras del ADN. Este proceso involucra la proteína de replicación de proteínas de unión monocatenaria A y NS1. En este proceso, NS1 actúa como una helicasa impulsada por ATP para resolver las estructuras terminales en horquilla del genoma viral.
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 de 5 pliegues de las cápsides recién ensambladas donde sirve como motor molecular, usando su 3'- a-5' helicasa para impulsar la encapsidación del ADN monocatenario de la progenie en la partícula. [17]
Hay cuatro genotipos humanos conocidos de este virus: del tipo 1 al 4. Los tipos 1 y 2 parecen haber divergido recientemente (alrededor de 1985) [18] La tasa evolutiva media estimada es de 8,6 × 10 −4 sustituciones/sitio/año. Las posiciones del codón 1.º + 2.º 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 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 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 aislados de bocavirus humanos conocidos, pero también muestran evidencia de recombinación.
HBoV se encuentra en muestras respiratorias de sujetos sanos. [24] En pacientes con problemas respiratorios, se puede encontrar solo o, más a menudo, en combinación con otros virus que se sabe que causan problemas respiratorios. [6] Los recién nacidos probablemente estén protegidos mediante la inmunización pasiva . [25] El grupo de edad más frecuentemente afectado parece ser el de los niños de entre seis meses y dos años, [25] [26] aunque se han informado casos en niños mayores de cinco años e incluso en personas de 28 años. [27]
El HBoV se puede detectar no sólo en muestras respiratorias sino también en sangre, orina y heces. Los dos últimos pueden simplemente reflejar la diseminación viral, aunque se ha descrito diarrea en infecciones bocavirales en animales, y algunos pacientes con HBoV parecen tener diarrea independientemente de los síntomas respiratorios. [28] [29]
Un estudio realizado en Jordania encontró que el 9% de 220 niños hospitalizados con infección del tracto respiratorio inferior estaban infectados con bocavirus. [30] De los infectados, la edad media fue de 4 meses. Tos (100%), sibilancias (82,7%) y 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 fláccida aguda.
Aunque la mayoría de los casos son leves, también se han notificado enfermedades respiratorias graves. [31]
Se describió una infección potencialmente mortal causada por el bocavirus humano en un niño prematuro de 20 meses previamente sano. [32]
