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Coronavirus

Los coronavirus son un grupo de virus ARN relacionados que causan enfermedades en mamíferos y aves . En humanos y aves, causan infecciones del tracto respiratorio que pueden ir de leves a letales. Las enfermedades leves en humanos incluyen algunos casos de resfriado común (que también es causado por otros virus, predominantemente rinovirus ), mientras que las variedades más letales pueden causar SARS , MERS y COVID-19 . En vacas y cerdos causan diarrea , mientras que en ratones causan hepatitis y encefalomielitis .

Los coronavirus constituyen la subfamilia Orthocoronavirinae , en la familia Coronaviridae , orden Nidovirales y reino Riboviria . [3] [4] Son virus envueltos con un genoma de ARN monocatenario de sentido positivo y una nucleocápside de simetría helicoidal. [5] El tamaño del genoma de los coronavirus varía de aproximadamente 26 a 32 kilobases , uno de los más grandes entre los virus de ARN. [6] Tienen picos característicos en forma de maza que se proyectan desde su superficie, que en las micrografías electrónicas crean una imagen que recuerda a la corona estelar , de la que deriva su nombre. [7]

Etimología

El nombre "coronavirus" se deriva del latín corona , que significa "corona" o "guirnalda", un préstamo del griego κορώνη korṓnē , "guirnalda, corona". [8] [9] El nombre fue acuñado por June Almeida y David Tyrrell, quienes observaron y estudiaron por primera vez los coronavirus humanos. [10] La palabra fue utilizada por primera vez en forma impresa en 1968 por un grupo informal de virólogos en la revista Nature para designar a la nueva familia de virus. [7] El nombre se refiere a la apariencia característica de los viriones (la forma infecciosa del virus) por microscopía electrónica , que tienen una franja de proyecciones superficiales grandes y bulbosas que crean una imagen que recuerda a la corona o halo solar . [7] [10] Esta morfología es creada por los peplómeros de la espiga viral , que son proteínas en la superficie del virus. [11]

El nombre científico Coronavirus fue aceptado como nombre de género por el Comité Internacional para la Nomenclatura de Virus (posteriormente renombrado Comité Internacional de Taxonomía de Virus ) en 1971. [12] A medida que aumentó el número de nuevas especies, el género se dividió en cuatro géneros, a saber, Alphacoronavirus , Betacoronavirus , Deltacoronavirus y Gammacoronavirus en 2009. [13] El nombre común coronavirus se utiliza para referirse a cualquier miembro de la subfamilia Orthocoronavirinae . [4] A partir de 2020, 45 especies están reconocidas oficialmente. [14]

Historia

Micrografía electrónica de transmisión coloreada del coronavirus 229E

Los primeros informes de una infección por coronavirus en animales ocurrieron a fines de la década de 1920, cuando surgió una infección respiratoria aguda de pollos domésticos en América del Norte. [15] Arthur Schalk y MC Hawn en 1931 realizaron el primer informe detallado que describía una nueva infección respiratoria de pollos en Dakota del Norte . La infección de los polluelos recién nacidos se caracterizó por jadeo y apatía con altas tasas de mortalidad del 40 al 90%. [16] Leland David Bushnell y Carl Alfred Brandly aislaron el virus que causó la infección en 1933. [17] El virus se conocía entonces como virus de la bronquitis infecciosa (IBV). Charles D. Hudson y Fred Robert Beaudette cultivaron el virus por primera vez en 1937. [18] El espécimen llegó a conocerse como la cepa Beaudette. A fines de la década de 1940, se descubrieron dos coronavirus animales más, JHM que causa enfermedad cerebral (encefalitis murina) y el virus de la hepatitis del ratón (MHV) que causa hepatitis en ratones. [19] En ese momento no se sabía que estos tres virus diferentes estaban relacionados. [20] [12]

Los coronavirus humanos fueron descubiertos en la década de 1960 [21] [22] utilizando dos métodos diferentes en el Reino Unido y los Estados Unidos. [23] EC Kendall, Malcolm Bynoe y David Tyrrell , que trabajaban en la Unidad de Resfriado Común del Consejo de Investigación Médica Británico, recolectaron un virus del resfriado común único designado B814 en 1961. [24] [25] [26] El virus no podía cultivarse utilizando técnicas estándar que habían cultivado con éxito rinovirus , adenovirus y otros virus del resfriado común conocidos. En 1965, Tyrrell y Bynoe cultivaron con éxito el nuevo virus pasándolo en serie a través de un cultivo de órganos de tráquea embrionaria humana . [27] El nuevo método de cultivo fue introducido en el laboratorio por Bertil Hoorn. [28] El virus aislado cuando se inoculó intranasalmente en voluntarios causó un resfriado y fue inactivado por éter , lo que indicó que tenía una envoltura lipídica . [24] [29] Dorothy Hamre y John Procknow de la Universidad de Chicago aislaron un nuevo resfriado en estudiantes de medicina en 1962. Aislaron y cultivaron el virus en un cultivo de tejido renal , denominándolo 229E. El nuevo virus causó un resfriado en voluntarios y, al igual que el B814, fue inactivado por éter. [30] [31]

Micrografía electrónica de transmisión del coronavirus OC43 cultivado en un órgano

En 1967, la viróloga escocesa June Almeida, del St Thomas' Hospital de Londres, en colaboración con Tyrrell, comparó las estructuras de IBV, B814 y 229E. [32] [33] Mediante microscopía electrónica, se demostró que los tres virus estaban relacionados morfológicamente por su forma general y sus distintivas espigas en forma de maza . [34] Un grupo de investigación del Instituto Nacional de Salud ese mismo año pudo aislar a otro miembro de este nuevo grupo de virus mediante cultivo de órganos y denominó una de las muestras OC43 (OC por cultivo de órganos). [35] Al igual que B814, 229E y IBV, el nuevo virus del resfriado OC43 tenía espigas distintivas en forma de maza cuando se observaba con el microscopio electrónico. [36] [37]

Pronto se demostró que los nuevos virus del resfriado similares al IBV también estaban morfológicamente relacionados con el virus de la hepatitis del ratón. [19] Este nuevo grupo de virus recibió el nombre de coronavirus por su apariencia morfológica distintiva. [7] El coronavirus humano 229E y el coronavirus humano OC43 continuaron estudiándose en las décadas posteriores. [38] [39] La cepa de coronavirus B814 se perdió. No se sabe qué coronavirus humano actual era. [40] Desde entonces se han identificado otros coronavirus humanos, incluido el SARS-CoV en 2003, el HCoV NL63 en 2003, el HCoV HKU1 en 2004, el MERS-CoV en 2013 y el SARS-CoV-2 en 2019. [41] También se ha identificado una gran cantidad de coronavirus animales desde la década de 1960. [42]

Microbiología

Estructura

Estructura de un coronavirus

Los coronavirus son partículas grandes, aproximadamente esféricas, con proyecciones superficiales únicas. [43] Su tamaño es muy variable, con diámetros promedio de 80 a 120  nm . Se conocen tamaños extremos de 50 a 200 nm de diámetro. [44] La masa molecular total es en promedio de 40.000  kDa . Están encerrados en una envoltura incrustada con varias moléculas de proteína. [45] La envoltura de bicapa lipídica, las proteínas de membrana y la nucleocápside protegen al virus cuando está fuera de la célula huésped. [46]

La envoltura viral está formada por una bicapa lipídica en la que se anclan las proteínas estructurales de membrana (M), envoltura (E) y espícula (S) . [47] La ​​relación molar de E:S:M en la bicapa lipídica es de aproximadamente 1:20:300. [48] Las proteínas E y M son las proteínas estructurales que se combinan con la bicapa lipídica para dar forma a la envoltura viral y mantener su tamaño. [49] Las proteínas S son necesarias para la interacción con las células huésped. Pero el coronavirus humano NL63 es peculiar en el sentido de que su proteína M tiene el sitio de unión para la célula huésped, y no su proteína S. [50] El diámetro de la envoltura es de 85 nm. La envoltura del virus en las micrografías electrónicas aparece como un par distinto de capas densas en electrones (capas que son relativamente opacas al haz de electrones utilizado para escanear la partícula del virus). [51] [49]

La proteína M es la principal proteína estructural de la envoltura que proporciona la forma general y es una proteína de membrana tipo III . Consta de 218 a 263 residuos de aminoácidos y forma una capa de 7,8 nm de espesor. [45] Tiene tres dominios, un ectodominio N-terminal corto, un dominio transmembrana de triple extensión y un endodominio C-terminal . El dominio C-terminal forma una red similar a una matriz que se suma al espesor adicional de la envoltura. Diferentes especies pueden tener glicanos unidos a N u O en su dominio amino-terminal de proteína. La proteína M es crucial durante las etapas de ensamblaje, gemación , formación de la envoltura y patogénesis del ciclo de vida del virus. [52]

Las proteínas E son proteínas estructurales menores y muy variables en diferentes especies. [44] Solo hay alrededor de 20 copias de la molécula de proteína E en una partícula de coronavirus. [48] Tienen un tamaño de 8,4 a 12 kDa y están compuestas de 76 a 109 aminoácidos. [44] Son proteínas integrales (es decir, incrustadas en la capa lipídica) y tienen dos dominios, a saber, un dominio transmembrana y un dominio C-terminal extramembrana. Son casi completamente α-helicoidales, con un solo dominio transmembrana α-helicoidal, y forman canales iónicos pentaméricos (de cinco moléculas) en la bicapa lipídica. Son responsables del ensamblaje del virión, el tráfico intracelular y la morfogénesis (gemación). [45]

Diagrama del genoma y dominios funcionales de la  proteína S del SARS-CoV y MERS-CoV

Las espigas son la característica más distintiva de los coronavirus y son responsables de la superficie similar a una corona o halo. En promedio, una partícula de coronavirus tiene 74 espigas superficiales. [53] Cada espiga tiene aproximadamente 20 nm de largo y está compuesta por un trímero de la  proteína S. La proteína S está compuesta a su vez por una subunidad S1 y S2 . La proteína S homotrimérica  es una proteína de fusión de clase I que media la unión al receptor y la fusión de la membrana entre el virus y la célula huésped. La subunidad S1 forma la cabeza de la espiga y tiene el dominio de unión al receptor (RBD). La subunidad S2 forma el tallo que ancla la espiga en la envoltura viral y, al activarse la proteasa, permite la fusión. Las dos subunidades permanecen unidas de forma no covalente mientras están expuestas en la superficie viral hasta que se adhieren a la membrana de la célula huésped. [45] En un estado funcionalmente activo, tres S1 están unidas a dos subunidades S2. El complejo de subunidades se divide en subunidades individuales cuando el virus se une y se fusiona con la célula huésped bajo la acción de proteasas como la familia de catepsinas y la proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2) de la célula huésped. [54]

Después de la unión al receptor ACE2, la proteína Spike del SARS-CoV se activa y se escinde en el nivel S1/S2.

Las proteínas S1 son los componentes más críticos en términos de infección. También son los componentes más variables, ya que son responsables de la especificidad de la célula huésped. Poseen dos dominios principales llamados dominio N-terminal (S1-NTD) y dominio C-terminal (S1-CTD), los cuales sirven como dominios de unión al receptor. Los NTD reconocen y se unen a los azúcares en la superficie de la célula huésped. Una excepción es el NTD del MHV que se une a un receptor proteico, la molécula de adhesión celular relacionada con el antígeno carcinoembrionario 1 (CEACAM1). Los S1-CTD son responsables de reconocer diferentes receptores proteicos como la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2), la aminopeptidasa N (APN) y la dipeptidil peptidasa 4 (DPP4). [45]

Un subconjunto de coronavirus (específicamente los miembros del subgrupo A de betacoronavirus ) también tiene una proteína de superficie más corta en forma de espiga llamada hemaglutinina esterasa (HE). [42] Las proteínas HE se presentan como homodímeros compuestos por alrededor de 400 residuos de aminoácidos y tienen un tamaño de 40 a 50 kDa. Aparecen como pequeñas proyecciones superficiales de 5 a 7 nm de largo incrustadas entre las espigas. Ayudan en la unión y el desprendimiento de la célula huésped. [55]

Dentro de la envoltura, se encuentra la nucleocápside , que se forma a partir de múltiples copias de la proteína nucleocápside (N), que están unidas al genoma de ARN monocatenario de sentido positivo en una conformación continua de tipo cuentas en una cuerda. [49] [56] La proteína N es una fosfoproteína de 43 a 50 kDa de tamaño, y se divide en tres dominios conservados. La mayoría de la proteína está formada por los dominios 1 y 2, que suelen ser ricos en argininas y lisinas . El dominio 3 tiene un extremo carboxiterminal corto y tiene una carga neta negativa debido al exceso de residuos de aminoácidos ácidos sobre básicos. [44]

Genoma

Genoma y proteínas del SARS-CoV

Los coronavirus contienen un genoma de ARN monocatenario de sentido positivo . El tamaño del genoma de los coronavirus varía de 26,4 a 31,7 kilobases . [6] El tamaño del genoma es uno de los más grandes entre los virus de ARN. El genoma tiene una tapa metilada de 5′ y una cola poliadenilada de 3′ . [49]

La organización del genoma de un coronavirus es: 5′-líder-UTR -replicasa (ORF1ab)-espícula (S)-envoltura (E)-membrana (M)-nucleocápside (N) -3′UTR -poli (A) cola. Los marcos de lectura abiertos 1a y 1b, que ocupan los dos primeros tercios del genoma, codifican la poliproteína replicasa (pp1ab). La poliproteína replicasa se autoescinde para formar 16 proteínas no estructurales (nsp1–nsp16). [49]

Los marcos de lectura posteriores codifican las cuatro proteínas estructurales principales: proteína de la espícula , proteína de la envoltura , proteína de la membrana y proteína de la nucleocápside . [57] Entre estos marcos de lectura se encuentran los marcos de lectura de las proteínas accesorias. La cantidad de proteínas accesorias y su función es única según el coronavirus específico. [49]

Ciclo de replicación

Entrada de celda

El ciclo de vida de un coronavirus

La infección comienza cuando la proteína de la espícula viral se une a su receptor complementario en la célula huésped. Después de la unión, una proteasa de la célula huésped corta y activa la proteína de la espícula unida al receptor. Dependiendo de la proteasa de la célula huésped disponible, la escisión y la activación permiten que el virus ingrese a la célula huésped por endocitosis o fusión directa de la envoltura viral con la membrana del huésped . [58]

Los coronavirus pueden ingresar a las células fusionándose con su envoltura lipídica en la membrana celular en la superficie celular o mediante internalización a través de endocitosis. [59]

Traducción del genoma

Al entrar en la célula huésped , la partícula del virus no tiene cubierta y su genoma entra en el citoplasma celular . El genoma del ARN del coronavirus tiene una tapa metilada en 5′ y una cola poliadenilada en 3′, lo que le permite actuar como un ARN mensajero y ser traducido directamente por los ribosomas de la célula huésped . Los ribosomas del huésped traducen los marcos de lectura abiertos superpuestos iniciales ORF1a y ORF1b del genoma del virus en dos grandes poliproteínas superpuestas, pp1a y pp1ab. [49]

La poliproteína pp1ab de mayor tamaño es el resultado de un desplazamiento del marco ribosómico -1 causado por una secuencia resbaladiza (UUUAAAC) y un pseudonudo de ARN corriente abajo al final del marco de lectura abierto ORF1a. [60] El desplazamiento del marco ribosómico permite la traducción continua de ORF1a seguido de ORF1b. [49]

Las poliproteínas tienen sus propias proteasas , PLpro (nsp3) y 3CLpro (nsp5), que escinden las poliproteínas en diferentes sitios específicos. La escisión de la poliproteína pp1ab produce 16 proteínas no estructurales (nsp1 a nsp16). Las proteínas del producto incluyen varias proteínas de replicación como la ARN polimerasa dependiente de ARN ( nsp12 ), la ARN helicasa (nsp13) y la exorribonucleasa (nsp14). [49]

Replicasa-transcriptasa

Complejo replicasa-transcriptasa

Varias proteínas no estructurales se unen para formar un complejo multiproteico de replicasa-transcriptasa (RTC). La principal proteína de replicasa-transcriptasa es la ARN polimerasa dependiente de ARN (RdRp). Está directamente involucrada en la replicación y transcripción de ARN a partir de una cadena de ARN. Las otras proteínas no estructurales del complejo ayudan en el proceso de replicación y transcripción. La proteína no estructural exorribonucleasa , por ejemplo, proporciona fidelidad adicional a la replicación al proporcionar una función de corrección de errores de la que carece la ARN polimerasa dependiente de ARN. [61]

Replicación – Una de las principales funciones del complejo es replicar el genoma viral. RdRp media directamente la síntesis de ARN genómico de sentido negativo a partir del ARN genómico de sentido positivo. A esto le sigue la replicación del ARN genómico de sentido positivo a partir del ARN genómico de sentido negativo. [49]

Transcripción de ARNm anidados
Conjunto anidado de ARNm subgenómicos

Transcripción – La otra función importante del complejo es transcribir el genoma viral. RdRp media directamente la síntesis de moléculas de ARN subgenómico de sentido negativo a partir del ARN genómico de sentido positivo. Este proceso es seguido por la transcripción de estas moléculas de ARN subgenómico de sentido negativo a sus ARNm de sentido positivo correspondientes . [49] Los ARNm subgenómicos forman un " conjunto anidado " que tienen una cabeza 5' común y un extremo 3' parcialmente duplicado. [62]

Recombinación – El complejo replicasa-transcriptasa también es capaz de recombinación genética cuando al menos dos genomas virales están presentes en la misma célula infectada. [62] La recombinación de ARN parece ser una fuerza impulsora importante en la determinación de la variabilidad genética dentro de una especie de coronavirus, la capacidad de una especie de coronavirus para saltar de un huésped a otro y, con poca frecuencia, en la determinación de la aparición de nuevos coronavirus. [63] El mecanismo exacto de recombinación en los coronavirus no está claro, pero probablemente implica un cambio de plantilla durante la replicación del genoma. [63]

Montaje y liberación

El ARN genómico de sentido positivo replicado se convierte en el genoma de los virus de la progenie . Los ARNm son transcripciones genéticas del último tercio del genoma del virus después del marco de lectura superpuesto inicial. Estos ARNm son traducidos por los ribosomas del huésped en las proteínas estructurales y muchas proteínas accesorias. [49] La traducción del ARN ocurre dentro del retículo endoplasmático . Las proteínas estructurales virales S, E y M se mueven a lo largo de la vía secretora hacia el compartimento intermedio de Golgi . Allí, las  proteínas M dirigen la mayoría de las interacciones proteína-proteína necesarias para el ensamblaje de los virus después de su unión a la nucleocápside . Luego, los virus de la progenie se liberan de la célula huésped por exocitosis a través de vesículas secretoras. Una vez liberados, los virus pueden infectar otras células huésped. [64]

Transmisión

Los portadores infectados pueden diseminar virus al medio ambiente. La interacción de la proteína de la espícula del coronavirus con su receptor celular complementario es fundamental para determinar el tropismo tisular , la infectividad y el rango de especies del virus liberado. [65] [66] Los coronavirus se dirigen principalmente a las células epiteliales . [42] Se transmiten de un huésped a otro, dependiendo de la especie de coronavirus, ya sea por vía de aerosol , fómite o fecal-oral . [67]

Los coronavirus humanos infectan las células epiteliales del tracto respiratorio , mientras que los coronavirus animales generalmente infectan las células epiteliales del tracto digestivo . [42] El coronavirus del SARS , por ejemplo, infecta las células epiteliales humanas de los pulmones a través de una ruta de aerosol [68] al unirse al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). [69] El coronavirus de gastroenteritis transmisible (TGEV) infecta las células epiteliales porcinas del tracto digestivo a través de una ruta fecal-oral [67] al unirse al receptor de alanina aminopeptidasa (APN). [49]

Clasificación

Árbol filogenético de los coronavirus

Los coronavirus forman la subfamilia Orthocoronavirinae, [2] [3] [4] que es una de las dos subfamilias de la familia Coronaviridae , orden Nidovirales y reino Riboviria . [42] [70] Se dividen en cuatro géneros: Alphacoronavirus , Betacoronavirus , Gammacoronavirus y Deltacoronavirus . Los alfacoronavirus y betacoronavirus infectan a los mamíferos, mientras que los gammacoronavirus y deltacoronavirus infectan principalmente a las aves. [71] [72]

Origen

Orígenes de los coronavirus humanos con posibles huéspedes intermediarios

Se estima que el ancestro común más reciente (MRCA) de todos los coronavirus existió tan recientemente como 8000  a. C. , aunque algunos modelos lo ubican tan atrás como 55 millones de años o más, lo que implica una coevolución a largo plazo con especies de murciélagos y aves. [73] El ancestro común más reciente de la línea alfacoronavirus se ha ubicado alrededor de 2400 a. C., de la línea betacoronavirus a 3300 a. C., de la línea gammacoronavirus a 2800 a. C. y la línea deltacoronavirus a alrededor de 3000 a. C. Los murciélagos y las aves, como vertebrados voladores de sangre caliente , son un reservorio natural ideal para el acervo genético de coronavirus (siendo los murciélagos el reservorio de alfacoronavirus y betacoronavirus, y las aves el reservorio de gammacoronavirus y deltacoronavirus). La gran cantidad y la gama global de especies de murciélagos y aves que albergan virus han permitido una amplia evolución y diseminación de coronavirus. [74]

Muchos coronavirus humanos tienen su origen en los murciélagos. [75] El coronavirus humano NL63 compartió un ancestro común con un coronavirus de murciélago (ARCoV.2) entre 1190 y 1449 d. C. [76] El coronavirus humano 229E compartió un ancestro común con un coronavirus de murciélago (GhanaGrp1 Bt CoV) entre 1686 y 1800 d. C. [77] Más recientemente, el coronavirus de alpaca y el coronavirus humano 229E divergieron en algún momento antes de 1960. [78] El MERS-CoV surgió en los humanos a partir de murciélagos a través del huésped intermediario de los camellos. [79] El MERS-CoV, aunque relacionado con varias especies de coronavirus de murciélago, parece haber divergido de estos hace varios siglos. [80] El coronavirus de murciélago más estrechamente relacionado y el SARS-CoV divergieron en 1986. [81] Los ancestros del SARS-CoV infectaron por primera vez a los murciélagos de nariz de hoja del género Hipposideridae ; Posteriormente, se propagaron a los murciélagos de herradura de la especie Rhinolophidae , luego a las civetas palmeras asiáticas y, finalmente, a los humanos. [82] [83]

A diferencia de otros betacoronavirus, se cree que el coronavirus bovino de la especie Betacoronavirus 1 y el subgénero Embecovirus se originó en roedores y no en murciélagos. [75] [84] En la década de 1790, el coronavirus equino divergió del coronavirus bovino después de un salto entre especies . [85] Más tarde, en la década de 1890, el coronavirus humano OC43 divergió del coronavirus bovino después de otro evento de derrame entre especies. [86] [85] Se especula que la pandemia de gripe de 1890 puede haber sido causada por este evento de derrame, y no por el virus de la influenza , debido al momento relacionado, los síntomas neurológicos y el agente causal desconocido de la pandemia. [87] Además de causar infecciones respiratorias, también se sospecha que el coronavirus humano OC43 desempeña un papel en las enfermedades neurológicas . [88] En la década de 1950, el coronavirus humano OC43 comenzó a divergir en sus genotipos actuales . [89] Filogenéticamente, el virus de la hepatitis del ratón ( coronavirus murino ), que infecta el hígado y el sistema nervioso central del ratón , [90] está relacionado con el coronavirus humano OC43 y el coronavirus bovino. El coronavirus humano HKU1, al igual que los virus mencionados anteriormente, también tiene su origen en roedores. [75]

Infección en humanos

Transmisión y ciclo de vida del SARS-CoV-2 causante de la COVID-19

Los coronavirus varían significativamente en cuanto a sus factores de riesgo. Algunos pueden matar a más del 30% de las personas infectadas, como el MERS-CoV , y otros son relativamente inofensivos, como el resfriado común. [49] Los coronavirus pueden causar resfriados con síntomas importantes, como fiebre y dolor de garganta por la inflamación de las adenoides . [91] Los coronavirus pueden causar neumonía (ya sea neumonía viral directa o neumonía bacteriana secundaria ) y bronquitis (ya sea bronquitis viral directa o bronquitis bacteriana secundaria). [92] El coronavirus humano descubierto en 2003, el SARS-CoV , que causa el síndrome respiratorio agudo severo (SARS), tiene una patogenia única porque causa infecciones del tracto respiratorio superior e inferior . [92]

Se conocen seis especies de coronavirus humanos, cada una de las cuales se subdivide en dos cepas diferentes, lo que da un total de siete cepas de coronavirus humanos.

La distribución estacional de HCoV-NL63 en Alemania muestra una detección preferencial de noviembre a marzo.

Cuatro coronavirus humanos producen síntomas que generalmente son leves, aunque se sostiene que podrían haber sido más agresivos en el pasado: [93]

  1. Coronavirus humano OC43 (HCoV-OC43), β-CoV
  2. Coronavirus humano HKU1 (HCoV-HKU1), β-CoV
  3. Coronavirus humano 229E (HCoV-229E), α-CoV
  4. Coronavirus humano NL63 (HCoV-NL63), α-CoV–

Tres coronavirus humanos producen síntomas potencialmente graves:

  1. Coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV), β-CoV (identificado en 2003)
  2. Coronavirus relacionado con el síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV), β-CoV (identificado en 2012)
  3. Coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2), β-CoV (identificado en 2019)

Estos causan las enfermedades comúnmente llamadas SARS , MERS y COVID-19 respectivamente.

Resfriado común

Aunque el resfriado común suele ser causado por rinovirus , [94] en aproximadamente el 15% de los casos la causa es un coronavirus. [95] Los coronavirus humanos HCoV-OC43, HCoV-HKU1, HCoV-229E y HCoV-NL63 circulan continuamente en la población humana en adultos y niños en todo el mundo y producen los síntomas generalmente leves del resfriado común. [88] Los cuatro coronavirus leves tienen una incidencia estacional que ocurre en los meses de invierno en climas templados . [96] [97] No hay preponderancia en ninguna estación en climas tropicales . [98]

Síndrome respiratorio agudo severo (SARS)

En 2003, tras el brote del síndrome respiratorio agudo severo (SARS) que había comenzado el año anterior en Asia y otros casos secundarios en otras partes del mundo, la Organización Mundial de la Salud (OMS) emitió un comunicado de prensa en el que afirmaba que un nuevo coronavirus identificado por varios laboratorios era el agente causante del SARS. El virus recibió el nombre oficial de coronavirus del SARS (SARS-CoV). Más de 8.000 personas de 29 países y territorios se infectaron y al menos 774 murieron. [108] [69]

Síndrome respiratorio del Oriente Medio (MERS)

En septiembre de 2012, se identificó un nuevo tipo de coronavirus, inicialmente llamado Novel Coronavirus 2012, y ahora oficialmente llamado coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV). [109] [110] La Organización Mundial de la Salud emitió una alerta mundial poco después. [111] La actualización de la OMS del 28 de septiembre de 2012 decía que el virus no parecía transmitirse fácilmente de persona a persona. [112] Sin embargo, el 12 de mayo de 2013, el Ministerio de Asuntos Sociales y Salud francés confirmó un caso de transmisión de persona a persona en Francia. [113] Además, el Ministerio de Salud de Túnez notificó casos de transmisión de persona a persona . Dos casos confirmados involucraban a personas que parecían haber contraído la enfermedad de su difunto padre, que se enfermó después de una visita a Qatar y Arabia Saudita. A pesar de esto, parece que el virus tuvo problemas para propagarse de persona a persona, ya que la mayoría de las personas infectadas no transmiten el virus. [114] Al 30 de octubre de 2013, había 124 casos y 52 muertes en Arabia Saudita. [115]

Después de que el Centro Médico Erasmus holandés secuenciara el virus, se le dio un nuevo nombre, Coronavirus Humano–Centro Médico Erasmus (HCoV-EMC). El nombre final del virus es coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV). Los únicos casos en Estados Unidos (ambos sobrevivieron) se registraron en mayo de 2014. [116]

En mayo de 2015, se produjo un brote de MERS-CoV en la República de Corea , cuando un hombre que había viajado a Oriente Medio visitó cuatro hospitales en el área de Seúl para tratar su enfermedad. Esto provocó uno de los mayores brotes de MERS-CoV fuera de Oriente Medio. [117] Hasta diciembre de 2019, se habían confirmado 2.468 casos de infección por MERS-CoV mediante pruebas de laboratorio, 851 de los cuales fueron mortales, una tasa de mortalidad de aproximadamente el 34,5 %. [118]

Enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19)

En diciembre de 2019, se informó de un brote de neumonía en Wuhan (China). [119] El 31 de diciembre de 2019, el brote se atribuyó a una nueva cepa de coronavirus, [120] a la que la Organización Mundial de la Salud le dio el nombre provisional de 2019-nCoV, [121] [122] [123] posteriormente rebautizada como SARS-CoV-2 por el Comité Internacional de Taxonomía de Virus .

Hasta el 10 de marzo de 2023, se habían confirmado al menos 6.881.955 [104] muertes y más de 676.609.955 [104] casos en la pandemia de COVID-19 . La cepa de Wuhan ha sido identificada como una nueva cepa de Betacoronavirus del grupo 2B con aproximadamente un 70% de similitud genética con el SARS-CoV. [124] El virus tiene una similitud del 96% con un coronavirus de murciélago, por lo que se sospecha ampliamente que también se origina en murciélagos. [125] [126]

Coronavirus HuPn-2018

Durante un estudio de vigilancia de muestras archivadas de pacientes con neumonía viral de Malasia, los virólogos identificaron una cepa de coronavirus canino que infectó a humanos en 2018.

Infección en animales

Los coronavirus han sido reconocidos como causantes de condiciones patológicas en medicina veterinaria desde la década de 1930. [19] Infectan a una variedad de animales, incluidos cerdos, ganado, caballos, camellos, gatos, perros, roedores, aves y murciélagos. [127] La ​​mayoría de los coronavirus relacionados con animales infectan el tracto intestinal y se transmiten por vía fecal-oral. [128] Se han centrado importantes esfuerzos de investigación en dilucidar la patogénesis viral de estos coronavirus animales, especialmente por parte de virólogos interesados ​​​​en enfermedades veterinarias y zoonóticas . [129]

Animales de granja

Los coronavirus infectan a las aves domésticas. [130] El virus de la bronquitis infecciosa (IBV), un tipo de coronavirus, causa bronquitis infecciosa aviar . [131] El virus es motivo de preocupación para la industria avícola debido a la alta mortalidad por infección, su rápida propagación y su efecto en la producción. [127] El virus afecta tanto a la producción de carne como a la de huevos y causa pérdidas económicas sustanciales. [132] En los pollos, el virus de la bronquitis infecciosa ataca no solo al tracto respiratorio sino también al tracto urogenital . El virus puede propagarse a diferentes órganos en todo el pollo. [131] El virus se transmite por aerosol y alimentos contaminados por heces. Existen diferentes vacunas contra el IBV que han ayudado a limitar la propagación del virus y sus variantes. [127] El virus de la bronquitis infecciosa es una de varias cepas de la especie Coronavirus aviar . [133] Otra cepa de coronavirus aviar es el coronavirus del pavo (TCV), que causa enteritis en los pavos . [127]

Los coronavirus también afectan a otras ramas de la ganadería, como la cría de cerdos y la ganadería. [127] El coronavirus del síndrome de diarrea aguda porcina (SADS-CoV), relacionado con el coronavirus de murciélago HKU2 , causa diarrea en cerdos. [134] El virus de la diarrea epidémica porcina (PEDV) es un coronavirus que ha surgido recientemente y que también causa diarrea en cerdos. [135] El virus de la gastroenteritis transmisible (TGEV), que es miembro de la especie Alphacoronavirus 1 , [136] es otro coronavirus que causa diarrea en cerdos jóvenes. [137] [138] En la industria ganadera, el coronavirus bovino (BCV), que es miembro de la especie Betacoronavirus 1 y está relacionado con HCoV-OC43, [139] es responsable de enteritis profusa grave en terneros jóvenes. [127]

Mascotas domésticas

Los coronavirus infectan a mascotas domésticas como gatos, perros y hurones. [130] Hay dos formas de coronavirus felino que son miembros de la especie Alphacoronavirus 1. [ 136] El coronavirus entérico felino es un patógeno de menor importancia clínica, pero la mutación espontánea de este virus puede provocar peritonitis infecciosa felina (PIF), una enfermedad con alta mortalidad. [127] Hay dos coronavirus diferentes que infectan a los perros. El coronavirus canino (CCoV), que es miembro de la especie Alphacoronavirus 1 , [136] causa una enfermedad gastrointestinal leve. [127] El coronavirus respiratorio canino (CRCoV), que es miembro de la especie Betacoronavirus 1 y está relacionado con HCoV-OC43, [139] causa enfermedad respiratoria. [127] De manera similar, hay dos tipos de coronavirus que infectan a los hurones. [140] El coronavirus entérico del hurón causa un síndrome gastrointestinal conocido como enteritis catarral epizoótica (ECE), y una versión sistémica más letal del virus (como la PIF en gatos) conocida como coronavirus sistémico del hurón (FSC). [141] [142]

Animales de laboratorio

Los coronavirus infectan a los animales de laboratorio. [127] El virus de la hepatitis del ratón (MHV), que es un miembro de la especie Coronavirus murino , [143] causa una enfermedad murina epidémica con alta mortalidad, especialmente entre colonias de ratones de laboratorio. [144] Antes del descubrimiento del SARS-CoV, el MHV era el coronavirus mejor estudiado tanto in vivo como in vitro, así como a nivel molecular. Algunas cepas de MHV causan una encefalitis desmielinizante progresiva en ratones que se ha utilizado como modelo murino para la esclerosis múltiple . [129] El virus de la sialodacrioadenitis (SDAV), que es una cepa de la especie Coronavirus murino , [143] es un coronavirus altamente infeccioso de ratas de laboratorio, que puede transmitirse entre individuos por contacto directo e indirectamente por aerosol. El coronavirus entérico del conejo causa enfermedad gastrointestinal aguda y diarrea en conejos europeos jóvenes . [127] Las tasas de mortalidad son altas. [145]

Prevención y tratamiento

Se han desarrollado varias vacunas que utilizan diferentes métodos contra el coronavirus humano SARS-CoV-2. [ 146 ] [147] También se han identificado dianas antivirales contra los coronavirus humanos, como las proteasas virales, las polimerasas y las proteínas de entrada. Se están desarrollando medicamentos que se dirigen a estas proteínas y a los diferentes pasos de la replicación viral. [148] [147]

Existen vacunas contra los coronavirus animales IBV, TGEV y Canine CoV, aunque su eficacia es limitada. En el caso de brotes de coronavirus animales altamente contagiosos, como PEDV, se pueden utilizar medidas como la destrucción de rebaños enteros de cerdos para prevenir la transmisión a otros rebaños. [49]

Véase también

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