El virus de la encefalitis transmitida por garrapatas ( TBEV ) es un virus de ARN de cadena positiva asociado con la encefalitis transmitida por garrapatas del género Flavivirus .
El virus de la fiebre hemorrágica de Omsk (TBEV) es un miembro del género Flavivirus . Otros parientes cercanos, miembros del serocomplejo TBEV, incluyen el virus de la fiebre hemorrágica de Omsk , el virus de la enfermedad del bosque de Kyasanur , el virus Alkhurma , el virus de la enfermedad de Louping y el virus Langat . [1]
El TBEV tiene tres subtipos:
La cepa de referencia es la cepa Sofjin. [3]
El TBEV es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo , contenido en una cápside esférica y envuelta de 40-60 nm . [1] El genoma del TBEV tiene un tamaño aproximado de 11 kb, que contiene una tapa 5' , un único marco de lectura abierto con UTR 3' y 5' , y no presenta poliadenilación . [1] Al igual que otros flavivirus, [4] el genoma del TBEV codifica diez proteínas virales, tres estructurales y siete no estructurales . [5] [1]
Las proteínas estructurales son C ( cápside ), PrM (premembrana), que se escinde para producir la proteína de membrana final , (M), y la proteína de envoltura (E). Las siete proteínas no estructurales son: NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B y NS5. Se conoce el papel de algunas proteínas no estructurales, NS5 sirve como ARN polimerasa dependiente de ARN , NS3 tiene actividad de proteasa (en complejo con NS2B) y helicasa . [5] [1] Las proteínas estructurales y no estructurales no son necesarias para que el genoma sea infeccioso. [1] Todas las proteínas virales se expresan como una única poliproteína grande, con el orden C, PrM, E, NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, NS5. [5]
La proteína de la envoltura está involucrada en la unión a receptores y la neurovirulencia, donde una mayor afinidad de unión a glicosaminoglicanos atenúa la neuroinvasividad. [6] La conformación de la proteína E durante la secreción de partículas virales también está influenciada por la glicosilación. [7] Se ha demostrado la inmunogenicidad de la NS1 de TBEV, mostrando su capacidad para desencadenar estrés oxidativo y provocar la expresión de subunidades de inmunoproteasoma. Además, se ha observado que estimula la producción de citocinas. [8] La proteína NS5 tiene actividad antagonista del interferón , ya que regula a la baja la expresión de la subunidad del receptor de IFN. La proteína no estructural 5 (NS5) afecta la neuropatogenia mediante la atenuación del crecimiento de las neuritas. La región no traducida 3 (UTR3) y UTR 5 afectan la ciclización y replicación del ARN genómico, y el transporte del ARN viral en las dendritas, lo que afecta la neurogénesis y la comunicación sináptica. [6]
La infección del vector comienza cuando una garrapata se alimenta de sangre de un huésped infectado . Esto puede ocurrir en cualquier parte del ciclo de vida de la garrapata, pero se cree que una transmisión horizontal entre ninfas infectadas y larvas no infectadas que se alimentan conjuntamente del mismo huésped es clave para mantener la circulación del TBEV. [9] [1] El TBEV en la sangre del huésped infecta a la garrapata a través del intestino medio , desde donde puede pasar a las glándulas salivales para ser pasado al siguiente huésped. En garrapatas no adultas, el TBEV se transmite transestadialmente al infectar células que no se destruyen durante la muda , por lo que la garrapata sigue siendo infecciosa durante toda su vida. [9] Las garrapatas adultas infectadas pueden poner huevos infectados, transmitiendo el virus transováricamente . [10]
En los seres humanos, la infección comienza en la piel (con excepción de los casos transmitidos por los alimentos, alrededor del 1% de las infecciones) en el sitio de la picadura de una garrapata infectada, donde las células de Langerhans y los macrófagos de la piel son el objetivo preferencial. [5] Las proteínas de la envoltura (E) del TBEV reconocen el sulfato de heparán (y probablemente otros receptores) en la superficie de la célula huésped y son endocitadas a través de la vía mediada por la clatrina . La acidificación del endosoma tardío desencadena un cambio conformacional en las proteínas E, lo que resulta en la fusión, seguida de la pérdida de la envoltura y la liberación del genoma de ARN monocatenario en el citoplasma. [11] [1]
La poliproteína viral se traduce y se inserta en la membrana del RE , donde es procesada en el lado citosólico por las peptidasas del huésped y en el lumen por la acción de las enzimas virales. Las proteínas virales C, NS3 y NS5 se escinden en el citosol (aunque NS3 puede formar complejos con NS2B o NS4A para realizar una actividad proteolítica o helicasa ), mientras que las proteínas no estructurales restantes alteran la estructura de la membrana del RE. Esta membrana alterada permite el ensamblaje de complejos de replicación, donde el genoma viral es replicado por la ARN polimerasa dependiente de ARN viral , NS5. [11] [5]
Los genomas de ARN virales recién replicados son luego empaquetados por las proteínas C mientras están en el lado citosólico de la membrana del RE, formando la nucleocápside inmadura , y obtienen las proteínas E y PrM, dispuestas como un heterodímero, durante la gemación en el lumen del RE. El virión inmaduro es puntiagudo y geométrico en comparación con la partícula madura. La partícula pasa a través del aparato de Golgi y la red trans -Golgi, en condiciones cada vez más ácidas, por lo que el virión madura con la escisión del segmento Pr de la proteína M y la formación de homodímeros de proteína E competentes para la fusión. Aunque el segmento Pr escindido permanece asociado con el complejo proteico hasta la salida. [1] [11]
El virus se libera de la célula huésped tras la fusión de la vesícula de transporte con la membrana de la célula huésped, los segmentos de Pr escindidos ahora se disocian, dando como resultado un virus completamente maduro e infeccioso. [1] [11] Sin embargo, a veces también se liberan virus parcialmente maduros e inmaduros; los virus inmaduros no son infecciosos ya que las proteínas E no son competentes para la fusión, los virus parcialmente maduros aún son capaces de infectar. [11]
Con excepción de los casos transmitidos por los alimentos, la infección comienza en la piel en el sitio de la picadura de la garrapata. Las células dendríticas (o de Langerhans) de la piel (CD) son el objetivo preferencial. [5] Inicialmente, el virus se replica localmente y la respuesta inmunitaria se desencadena cuando los componentes virales son reconocidos por los receptores de reconocimiento de patrones citosólicos (PRR), como los receptores tipo Toll (TLR). [12] El reconocimiento provoca la liberación de citocinas, incluidos los interferones (IFN) α, β y γ y las quimiocinas, que atraen a las células inmunitarias migratorias al sitio de la picadura. [5] La infección puede detenerse en esta etapa y eliminarse, antes de la aparición de síntomas notables. En particular, la saliva de la garrapata mejora la infección al modular la respuesta inmunitaria del huésped, amortiguando las señales apoptóticas. [12] Si la infección continúa, las células dendríticas migratorias y los macrófagos se infectan y viajan al ganglio linfático de drenaje local donde se activan los leucocitos polimorfonucleares , los monocitos y el sistema del complemento . [12]
El ganglio linfático de drenaje también puede servir como un sitio de amplificación viral, desde donde el TBEV obtiene acceso sistémico. Esta etapa virémica corresponde a la primera fase sintomática en el patrón bifásico prototípico de la encefalitis transmitida por garrapatas. [1] El TBEV tiene una fuerte preferencia por el tejido neuronal y es neuroinvasivo. [13] La etapa virémica inicial permite el acceso a varios de los tejidos preferenciales. Sin embargo, el mecanismo exacto por el cual el TBEV cruza al sistema nervioso central (SNC) no está claro. [13] [12] [1] Hay varios mecanismos propuestos para que el TBEV rompa la barrera hematoencefálica (BHE): 1) El mecanismo del "Caballo de Troya", por el cual el TBEV obtiene acceso al SNC mientras infecta una célula inmune que pasa a través de la BHE; [12] [5] [13] 2) Alteración y aumento de la permeabilidad de la BHE por citocinas inmunes; [13] 3) Vía infección de las neuronas olfativas; [5] 4) Vía transporte retrógrado a lo largo de los nervios periféricos hasta el SNC; [5] 5) Infección de las células que forman parte de la BHE. [5] [12]
La infección del sistema nervioso central desencadena la segunda fase del patrón clásico de infección bifásica asociado con el subtipo europeo. La enfermedad del sistema nervioso central es inmunopatológica; la liberación de citocinas inflamatorias junto con la acción de las células T CD8+ citotóxicas y posiblemente de las células NK da como resultado la inflamación y la apoptosis de las células infectadas, que es responsable de muchos de los síntomas del sistema nervioso central. [12] [13]
Los anticuerpos IgM e IgG específicos del TBEV se producen en respuesta a la infección. [1] Los anticuerpos IgM aparecen y alcanzan su punto máximo primero, además de alcanzar niveles más altos, y generalmente se disipan en aproximadamente 1,5 meses después de la infección, aunque existe una variación considerable de un paciente a otro. Los niveles de IgG alcanzan su punto máximo aproximadamente 6 semanas después de la aparición de los síntomas del SNC, luego disminuyen ligeramente pero no se disipan, lo que probablemente confiere inmunidad de por vida al paciente. [1] [5]
El ancestro de las cepas existentes parece haberse separado en varios clados hace aproximadamente 2750 años. [14] Los subtipos siberiano y del Lejano Oriente divergieron hace unos 2250 años. Un segundo análisis sugiere una fecha anterior de evolución (hace 3300 años) con un rápido aumento en el número de cepas que comenzó hace unos 300 años. [15] Diferentes cepas del virus se han transmitido al menos tres veces a Japón entre hace 260 y 430 años. [16] [17] Las cepas que circulan en Letonia parecen haberse originado tanto en Rusia como en Europa occidental [18] mientras que las de Estonia parecen haberse originado en Rusia . [19] Las cepas lituanas parecen estar relacionadas con las de Europa occidental. [20] El análisis filogenético indica que los subtipos europeo y siberiano del TBEV están estrechamente relacionados, mientras que el subtipo del Lejano Oriente está más cerca del virus Louping Ill. [1] Sin embargo, en cuanto a la relación antigénica, basada en las proteínas E, NS3 y NS5, los tres subtipos son muy similares, y el virus Louping III es el pariente más cercano fuera del grupo colectivo TBEV. [21]
Aunque la primera descripción de lo que pudo haber sido TBE aparece en registros del siglo XVIII en Escandinavia, [13] la identificación del virus TBEV ocurrió en la Unión Soviética en la década de 1930. [22] La investigación comenzó debido a un brote de lo que se creía que era encefalitis japonesa ("encefalitis de verano"), entre las tropas soviéticas estacionadas a lo largo de la frontera con el imperio japonés (actual República Popular China ), cerca de la ciudad de Jabárovsk , en el Lejano Oriente . La expedición fue dirigida por el virólogo Lev A. Zilber , quien reunió a un equipo de veinte jóvenes científicos en varios campos relacionados, como acarología , microbiología, neurología y epidemiología. [23] [22] La expedición llegó a Jabárovsk el 15 de mayo de 1937 y se dividió en escuadrones, el norte dirigido por Elizabeth N. Levkovich y trabajando en el Krai de Jabárovsk , y el sur dirigido por Alexandra D. Sheboldaeva, trabajando en el Krai de Primorski . [22]
Durante el mes de mayo, la expedición había identificado a las garrapatas como el posible vector, el entomólogo Alexander V. Gutsevich había recolectado garrapatas de I. persucatus mediante exposición de la piel desnuda y el virólogo Mikhail P. Chumakov había aislado el virus de garrapatas que se alimentaban de ratones infectados intencionalmente. Durante el verano, cinco miembros de la expedición se infectaron con TBEV y, aunque no hubo víctimas mortales, tres de los cinco sufrieron secuelas perjudiciales . [22]
La expedición regresó a mediados de agosto y en octubre de 1937 Zilber y Sheboldova fueron arrestados, falsamente acusados de propagar la encefalitis japonesa. La epidemióloga de la expedición, Tamara M. Safonov, fue arrestada en enero siguiente por protestar por los cargos contra Zilber y Sheboldova. Como consecuencia de los arrestos, uno de los trabajos iniciales importantes fue publicado bajo la autoría del acarólogo de la expedición, Vasily S. Mironov. Zilber fue liberado en 1939 y logró recuperar, junto con Sheboldova, la coautoría de este trabajo inicial; sin embargo, Safanov y Sheboldova (que no fue liberada) pasaron 18 años en campos de trabajo . [22] [23]