La neurovirología es un campo interdisciplinario que representa una fusión de la neurociencia clínica , la virología , la inmunología y la biología molecular . El enfoque principal de este campo es estudiar los virus capaces de infectar el sistema nervioso . Además de esto, el campo estudia el uso de virus para rastrear vías neuroanatómicas, para la terapia génica y para eliminar poblaciones perjudiciales de células neuronales. [1]
El campo de la neurovirología se formó en los últimos 30 años. [1] Se fundó sobre el descubrimiento de que una gran cantidad de virus son capaces de invadir y establecer infecciones latentes en el tejido nervioso. Se ha demostrado que dichos virus producen enfermedades del sistema nervioso lentas, crónicas o progresivas. [2] : v La neurovirología incorpora los campos relacionados de la virología , la neurociencia , la neurología , la inmunología y la biología molecular . El enfoque principal del campo es estudiar la base molecular y biológica de las enfermedades del sistema nervioso inducidas por virus. Además de esto, el campo estudia el uso de estos virus como trazadores de vías neuroanatómicas y como vectores para la terapia génica.
El campo se basa en imágenes neurológicas , aislamiento del virus del tejido cerebral o LCR, pruebas serológicas del suero y del LCR y examen microscópico del tejido para diagnosticar infecciones del sistema nervioso.
La neurovirología se convirtió en un campo oficial recién hace 30 años. [1] Sin embargo, el verdadero origen de la neurovirología se puede atribuir al descubrimiento de que algunos virus pueden tener afinidad por el tejido del sistema nervioso. Este descubrimiento se realizó a fines de la década de 1880 con una investigación relacionada con la rabia. [3] : 1
En 1881, mientras estudiaba la rabia, Louis Pasteur demostró que el sistema nervioso central desempeñaba un papel crucial en la progresión de la enfermedad. [4] Tras este descubrimiento, en 1890, Schaffer demostró evidencia histológica de que el virus de la rabia se propagaba a través de redes neuronales.
En 1929, Heinrich Pette estableció los primeros criterios de clasificación de las enfermedades inflamatorias del sistema nervioso. Esta clasificación dividió las enfermedades en dos grupos: enfermedades inflamatorias agudas de la sustancia gris y enfermedades inflamatorias agudas de la sustancia blanca. Las enfermedades inflamatorias agudas de la sustancia gris se caracterizaban por el daño a las neuronas , con la mielina intacta. Las enfermedades inflamatorias agudas de la sustancia blanca se caracterizaban por la destrucción de la mielina, con las neuronas intactas. [3] : 4
En 1938, Sbin y Olitsky descubrieron que la distribución del virus dentro del cuerpo dependía de su mecanismo de entrada. [3] : 6
En 1965, ZuRhein y Chou establecieron que la destrucción de la mielina podría ser resultado de una infección viral primaria, no solo de una respuesta autoinmune al virus. [3] : 8
La mayor parte de las investigaciones en las que se basa el campo de la neurovirología se produjeron a finales de los años 1980 y en los años 1900. [3] : 10
Desde 1999, la Sociedad Internacional de Neurovirología reconoce y premia a personas que han contribuido significativamente en este campo con el Premio Pionero en NeuroVirología. [5]
Los virus han desarrollado mecanismos que les permiten infiltrarse fácilmente en el sistema nervioso. Se han identificado dos métodos principales de entrada viral: la propagación transneuronal y la propagación hematógena.
El mecanismo detrás de la propagación transneuronal aún no se conoce por completo, pero implica que el virus escapa del sistema inmunológico viajando por los axones de los nervios. [10]
Se cree que hay dos formas principales en las que un virus puede entrar al cerebro por vía hematógena. La primera es infectando una célula inmunitaria, que luego transporta el virus al tejido nervioso. Algunos ejemplos virales de esto incluyen el virus JC, que infecta a las células B, y el VIH, que infecta a las células T CD4 y a los macrófagos para infiltrarse en el cerebro. La segunda es atravesando los capilares sanguíneos como virus libre o en los leucocitos. [6] : 23
Las neuronas carecen de las moléculas necesarias para presentar los péptidos virales en la superficie a las células asesinas, lo que significa que proporcionan un refugio seguro para que los virus se repliquen. Una vez que los virus entran en las neuronas, pueden persistir durante la vida del huésped y pueden influir en los factores que alteran la función de las neuronas y la homeostasis del sistema nervioso, lo que conduce a enfermedades del sistema nervioso. [6] : 26
Existen varias herramientas diagnósticas que se han vuelto invaluables para diagnosticar infecciones virales del sistema nervioso. En el pasado, se necesitaban métodos más invasivos para obtener muestras para el diagnóstico, como el uso de la biopsia cerebral . Ahora, con el avance de la tecnología, se utilizan con mayor frecuencia medios menos invasivos, como la neuroimagen y el análisis del líquido cefalorraquídeo (LCR).
Las tomografías computarizadas y las resonancias magnéticas son útiles para visualizar la inflamación y las lesiones causadas por la infección viral del sistema nervioso central. La resonancia magnética se utiliza para visualizar lesiones profundas en la sustancia blanca y el lóbulo temporal, que no se definen bien mediante una tomografía computarizada. [11]
Este método es valioso para diagnosticar infecciones virales del sistema nervioso central. El análisis del LCR generalmente implica determinar el recuento total de glóbulos blancos, el nivel de glucosa y el nivel de proteínas en el LCR del paciente. La infección viral del sistema nervioso central tiende a aumentar el recuento total de glóbulos blancos, al mismo tiempo que aumenta el nivel de proteínas. Los niveles de glucosa tienden a disminuir debido a la infección viral, debido a un mayor consumo de glucosa.
La PCR se utiliza con frecuencia para la identificación rápida de virus de ADN específicos del LCR, mientras que la PCR con transcriptasa inversa se utiliza comúnmente para identificar virus de ARN en el LCR. [12] La precisión de esta herramienta de diagnóstico está limitada por la cantidad de virus presente en el LCR. La replicación viral tiende a alcanzar un pico temprano y luego disminuir a niveles indetectables en la infección del SNC. Dentro de los primeros 5 días de la aparición de los síntomas, antes de la disminución de la replicación viral, los ensayos de PCR tienen una mayor incidencia de detección de la infección del SNC. [13]
La serología es útil para diagnosticar infecciones virales del SNC cuando el análisis de PCR arroja resultados negativos.
En los últimos años, debido al desarrollo de técnicas de diagnóstico menos invasivas, las biopsias cerebrales ya no se utilizan con frecuencia para diagnosticar infecciones virales del sistema nervioso. [6] : 35 Sin embargo, algunas infecciones virales del SNC no se pueden diagnosticar sin evidencia histológica y microscópica electrónica. En estos casos, las biopsias cerebrales solo se realizan cuando el paciente tiene una enfermedad neurológica grave y necesita terapia inmediata, un procedimiento alternativo no conducirá a un diagnóstico específico y la información obtenida por la biopsia cerebral superará los riesgos.
El uso de tratamiento antiviral tanto en la esclerosis múltiple como en la demencia asociada al sida ha demostrado ser ineficaz como tratamiento. En pacientes con esclerosis múltiple, el tratamiento antiviral del virus de Epstein-Barr (VEB) con aciclovir no mostró diferencias significativas con respecto al placebo. [8] En pacientes con demencia asociada al sida, a pesar de la terapia antirretroviral, la función del sistema nervioso central sigue estando disminuida. [14]
El HSV-1 es un agente de terapia génica prometedor que podría utilizarse para la administración de genes a las neuronas. Esta terapia puede utilizarse para tratar enfermedades cerebrales metabólicas, trastornos neurodegenerativos o para ayudar a mejorar la reparación del tejido cerebral en enfermedades neurológicas. [6] : 121
Seguirán surgiendo nuevos virus e infecciones virales del sistema nervioso y el campo de la neurovirología debe expandirse constantemente para satisfacer estas crecientes necesidades. [6] : v Si bien el interés en la investigación de los virus que infectan el sistema nervioso ha aumentado drásticamente en los últimos 40 años, hay tres componentes clave vitales para el avance continuo del campo: