stringtranslate.com

Viroma humano

El viroma humano es el conjunto total de virus que se encuentran en el interior y exterior del cuerpo humano . [1] [2] [3] Los virus del cuerpo humano pueden infectar tanto a las células humanas como a otros microbios , como las bacterias (como los bacteriófagos ). [4] Algunos virus causan enfermedades, mientras que otros pueden ser asintomáticos. Algunos virus también se integran en el genoma humano como provirus o elementos virales endógenos . [1]

Los virus evolucionan rápidamente y, por lo tanto, el viroma humano cambia constantemente. [5] Cada ser humano tiene un viroma único con un equilibrio de especies único. [2] [6] El estilo de vida, la edad, la ubicación geográfica e incluso la estación del año pueden afectar la exposición de un individuo a los virus, y la susceptibilidad de una persona a cualquier enfermedad que pueda ser causada por esos virus también se ve afectada por la inmunidad preexistente y la genética viral y humana. [7]

El viroma humano está lejos de ser completamente explorado y con frecuencia se descubren nuevos virus. A diferencia de los aproximadamente 40 billones de bacterias en un microbioma humano típico , [8] aún no se dispone de una estimación del número de partículas virales en un ser humano adulto sano, aunque los viriones generalmente superan en número a las bacterias individuales en una proporción de 10:1 en la naturaleza. [9] Se cree que el estudio del viroma proporciona una comprensión de los microbios en general y cómo afectan la salud y la enfermedad humanas.

En enero de 2024, los biólogos informaron el descubrimiento de " obeliscos ", una nueva clase de elementos similares a los viroides , y " oblins ", su grupo relacionado de proteínas, en el microbioma humano . [10] [11]

Métodos y herramientas

Existen múltiples métodos disponibles para el aislamiento y estudio de virus humanos:

Diversidad de virus humanos

El viroma humano en adultos sanos y asintomáticos. El histograma muestra el número de individuos (eje y) que dieron positivo para un número determinado de géneros virales diferentes (eje x). [16]

La diversidad de virus humanos es enorme y está en constante expansión. Hasta el momento, se conocen 219 especies de virus que pueden infectar a los humanos. Esta cifra sigue creciendo y cada año se descubren entre tres y cuatro especies nuevas.

El viroma humano no es estable y puede cambiar con el tiempo. De hecho, se descubren nuevos virus constantemente. [7] [17] [18] Con un número cada vez mayor de virus conocidos, el diagnóstico y el tratamiento de nuevas enfermedades asociadas a virus también serán más fáciles. [19] [20] El estudio del viroma podría ayudar a mejorar el desarrollo de fármacos y limitar el uso de antibióticos. [2] [18] [21]

Uno de los primeros estudios que utilizó secuenciación de ADN de alto rendimiento para describir la diversidad de virus dsADN eucariotas en individuos normales incluyó 706 muestras de 102 sujetos. [16] Este estudio detectó un promedio de 5,5 géneros virales en cada individuo y estos virus incluyeron herpesvirus , papilomavirus , poliomavirus , adenovirus , anellovirus , parvovirus y circovirus . [16]

El viroma humano en adultos sanos y asintomáticos. Los géneros virales (eje y) detectados en cada sujeto (eje x) están representados por barras negras. El viroma de cada individuo se visualiza observando las barras negras en una columna determinada. [16]

Cada individuo tenía un perfil viral distinto, lo que demuestra la alta diversidad interpersonal del viroma. Se detectaron de uno a 15 géneros virales (promedio de 5,5) en el 92 % de los 102 individuos muestreados ( Figura 2 ). [16] La Figura 3 ilustra los viromas de los 102 individuos definidos mediante el muestreo de hasta cinco hábitats corporales principales, lo que muestra que se detectó una amplia gama de virus en personas sanas ( Figura 3 ). [16]

Los 102 individuos portaban siete familias distintas de virus de ADN humano ( Figura 4A ). [16] Se detectaron secuencias predominantemente en la nariz y la piel, similitud con 17 géneros de papilomavirus (Figura 4B). [16] Los roseolovirus , predominantemente HHV-7 y en menor medida HHV-6 , estaban presentes en el 98% de los individuos que proporcionaron muestras de boca. [16]

Además, los mismos virus prevalecían en múltiples hábitats corporales dentro de los individuos. Por ejemplo, los virus del papiloma beta y gamma fueron los virus que se encontraron con mayor frecuencia en la piel y la nariz (narices anteriores; ver Figura 4A,B ), lo que puede reflejar proximidad y similitudes en microambientes que favorecen la infección con estos virus. [16]

El viroma humano en cinco hábitats corporales. (A) Todos los virus detectados en los cinco hábitats corporales. Cada virus está representado por una barra de color y etiquetado en el eje y en el lado derecho. La altura relativa de la barra refleja el porcentaje de sujetos muestreados en cada sitio corporal en los que se detectó el virus. En este panel, la barra que representa los roseolovirus en las muestras orales refleja la altura máxima de la barra, porque el 98% de los individuos muestreados en la boca albergaban roseolovirus. (B) Este panel muestra los papilomavirus incluidos en la categoría 'Otros papilomavirus'. La altura de barra más grande que se muestra representa los papilomavirus no clasificados encontrados en muestras de piel del 65% de los sujetos. [16]

El viroma de la sangre humana

Los datos de secuenciación del genoma completo de la sangre de 8240 personas sin ninguna enfermedad infecciosa clara revelaron 94 virus diferentes en el 42% de los participantes del estudio. Las secuencias incluyeron 19 virus de ADN humano, provirus y virus de ARN ( herpesvirus , anellovirus , papilomavirus , tres poliomavirus , adenovirus , VIH , HTLV , hepatitis B , hepatitis C , parvovirus B19 y virus de la gripe ). [22] De posible relevancia para la medicina transfusional, este estudio identificó poliomavirus de células de Merkel en 49 personas, papilomavirus en sangre de 13 personas, parvovirus B19 en 6 personas y la presencia de herpesvirus 8 en 3 personas. [22]

Impacto en la salud humana

El viroma humano es parte del cuerpo humano y no siempre causa daño. [23] Muchos virus latentes y asintomáticos están presentes en el cuerpo humano todo el tiempo. Los virus infectan todas las formas de vida; por lo tanto, las células bacterianas, vegetales y animales y el material del intestino también son portadores de virus. [6] Cuando los virus causan daño al infectar las células del cuerpo, puede desarrollarse una enfermedad sintomática.

Contrariamente a la creencia popular, los virus dañinos pueden ser una minoría, en comparación con los virus benignos en el cuerpo humano. Es mucho más difícil identificar virus que identificar bacterias, por lo tanto, la comprensión de los virus benignos en el cuerpo humano es muy rudimentaria. [2] El conjunto de todos los virus en el cuerpo humano que no causan enfermedades en individuos sanos a menudo se conoce como el "viroma humano sano". [23] El viroma sano consta de tres componentes distintos: (i) virus que ingresan sistemáticamente al organismo humano, principalmente, con los alimentos, pero no se replican en humanos; (ii) virus que infectan procariotas y, posiblemente, eucariotas unicelulares que componen el microbioma humano sano; y (iii) virus que realmente se replican y persisten en las células humanas. [23]

Los efectos de los virus sobre la salud de un individuo dependen del sistema inmunológico del mismo . [1] [20]

La hipótesis de la higiene

Investigaciones recientes han vinculado la idea emergente de la hipótesis de la higiene con los virus. Esta hipótesis intenta explicar algunas de las altas incidencias de enfermedades como el asma [24] y el eczema [25] en el mundo occidental debido al uso excesivo de antibióticos y agentes antivirales en las sociedades occidentales.

Este uso excesivo potencialmente altera no sólo las bacterias del intestino sino también los virus que han vivido durante mucho tiempo en armonía con el cuerpo humano y ahora juegan un papel en la regulación de la salud humana.

La hipótesis se refiere generalmente a microorganismos, pero ahora se está ampliando para incluir virus transmitidos por el aire e infecciones virales comunes de la infancia que son cada vez menos comunes. [26]

Efecto de la ubicación de la piel

Diversos virus colonizan la piel humana y difieren según el sitio de la piel. [27] Este viroma de la piel incluye virus humanos (es decir, el virus del papiloma humano ) y bacteriófagos (virus bacterianos) que infectan bacterias comensales de la piel como los estafilococos . [28]

Las comunidades de virus difieren según los niveles de humedad y el grado de protección frente al entorno externo. [27]

Efecto de la dieta

Muchos estudios han demostrado que las bacterias y los virus en el intestino humano (el microbioma intestinal ) pueden alterarse mediante cambios en la dieta. [29] Un estudio que se centró en los virus bacterianos, llamados bacteriófagos , en el intestino encontró una relación significativa entre la dieta y el tipo de bacteriófagos presentes. [30] Esto se hizo comparando la distancia entre las comunidades intestinales de bacteriófagos en individuos tanto antes como después de que comenzaran una dieta controlada. Los resultados fueron que la distancia entre las comunidades intestinales de bacteriófagos de individuos con la misma dieta fue significativamente menor al final de su tratamiento dietético que al principio, mientras que no hubo un aumento en la similitud de la comunidad para individuos con dietas diferentes a lo largo del tiempo.

Referencias

  1. ^ abcd Wylie, Kristine M.; Weinstock, George M.; Storch, Gregory A. (1 de octubre de 2012). "Nueva visión del viroma humano". Investigación traslacional . 160 (4): 283–290. doi :10.1016/j.trsl.2012.03.006. PMC  3701101 . PMID  22683423.
  2. ^ abcd Williams, SCP (6 de febrero de 2013). "El otro microbioma". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 110 (8): 2682–2684. Bibcode :2013PNAS..110.2682W. doi : 10.1073/pnas.1300923110 . PMC 3581985 . PMID  23388628. 
  3. ^ ab Fontana, Judith M.; Alexander, Elizabeth; Salvatore, Mirella (2012). "Investigación traslacional en enfermedades infecciosas: paradigmas actuales y desafíos futuros". Investigación traslacional . 159 (6): 430–453. doi :10.1016/j.trsl.2011.12.009. PMC 3361696 . PMID  22633095. 
  4. ^ Pride, David T; Salzman, Julia; Haynes, Matthew; Rohwer, Forest; Davis-Long, Clara; White, Richard A; Loomer, Peter; Armitage, Gary C; Relman, David A (8 de diciembre de 2011). "Evidencia de una población de bacteriófagos residentes robusta revelada a través del análisis del viroma salival humano". The ISME Journal . 6 (5): 915–926. doi :10.1038/ismej.2011.169. PMC 3329113 . PMID  22158393. 
  5. ^ Woolhouse, M.; Scott, F.; Hudson, Z.; Howey, R.; Chase-Topping, M. (10 de septiembre de 2012). "Virus humanos: descubrimiento y emergencia". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences . 367 (1604): 2864–2871. doi :10.1098/rstb.2011.0354. PMC 3427559 . PMID  22966141. 
  6. ^ ab Zimmer, Carl (8 de febrero de 2013). "Tus leones internos: conoce tu viroma". National Geographic. Archivado desde el original el 10 de febrero de 2013. Consultado el 29 de abril de 2013 .
  7. ^ abc Delwart, Eric; Racaniello, Vincent (14 de febrero de 2013). "Una hoja de ruta hacia el viroma humano". PLOS Pathogens . 9 (2): e1003146. doi : 10.1371/journal.ppat.1003146 ​​. PMC 3573120 . PMID  23457428. 
  8. ^ Sender, R; Fuchs, S; Milo, R (enero de 2016). "¿Realmente nos superan en número? Revisando la proporción de células bacterianas y células huésped en humanos". Cell . 164 (3): 337–40. doi : 10.1016/j.cell.2016.01.013 . PMID  26824647.
  9. ^ "Conoce los billones de virus que componen tu viroma | EarthSky.org". earthsky.org . 11 de octubre de 2018 . Consultado el 10 de octubre de 2020 .
  10. ^ Koumoundouros, Tessa (29 de enero de 2024). «'Obeliscos': se ha descubierto una clase de vida completamente nueva en el sistema digestivo humano». ScienceAlert . Archivado desde el original el 29 de enero de 2024 . Consultado el 29 de enero de 2024 .
  11. ^ Zheludev, Ivan N.; et al. (21 de enero de 2024). "Colonizadores de microbiomas humanos similares a viroides". bioRxiv : 2024.01.20.576352. doi :10.1101/2024.01.20.576352. PMC 10827157. PMID 38293115.  Archivado desde el original el 29 de enero de 2024. Consultado el 29 de enero de 2024 . 
  12. ^ Thurber, Rebecca V; Haynes, Matthew; Breitbart, Mya ; Wegley, Linda; Rohwer, Forest (2009). "Procedimientos de laboratorio para generar metagenomas virales". Nature Protocols . 4 (4): 470–483. doi :10.1038/nprot.2009.10. PMID  19300441. S2CID  205464352.
  13. ^ Allander, T. (6 de septiembre de 2005). "De la portada: Clonación de un parvovirus humano mediante análisis molecular de muestras del tracto respiratorio". Actas de la Academia Nacional de Ciencias . 102 (36): 12891–12896. Bibcode :2005PNAS..10212891A. doi : 10.1073/pnas.0504666102 . PMC 1200281 . PMID  16118271. 
  14. ^ Virgin, Herbert W.; Wherry, E. John; Ahmed, Rafi (1 de julio de 2009). "Redefiniendo la infección viral crónica". Cell . 138 (1): 30–50. doi : 10.1016/j.cell.2009.06.036 . PMID  19596234.
  15. ^ Kristensen, David M.; Mushegian, Arcady R.; Dolja, Valerian V.; Koonin, Eugene V. (2010). "Nuevas dimensiones del mundo de los virus descubiertas a través de la metagenómica". Tendencias en microbiología . 18 (1): 11–19. doi :10.1016/j.tim.2009.11.003. PMC 3293453 . PMID  19942437. 
  16. ^ abcdefghijk Wylie, Kristine M.; Mihindukulasuriya, Kathie A.; Zhou, Yanjiao; Sodergren, Erica; Storch, Gregory A.; Weinstock, George M. (1 de enero de 2014). "Análisis metagenómico de virus de ADN bicatenario en adultos sanos". BMC Biology . 12 : 71. doi : 10.1186/s12915-014-0071-7 . ISSN  1741-7007. PMC 4177058 . PMID  25212266. 
  17. ^ Anderson, Norman G.; Gerin, John L.; Anderson, N. Leigh (1 de julio de 2003). "Detección global de patógenos virales humanos". Enfermedades infecciosas emergentes . 9 (7): 768–773. doi :10.3201/eid0907.030004. PMC 3023425 . PMID  12890315. 
  18. ^ ab Dalke, Kate. "El viroma humano". Genome News Network . Consultado el 2 de abril de 2013 .
  19. ^ Handley, SA, Thackray, LB, Zhao, G, Presti, R, Miller, AD, Droit, L, Abbink, P, Maxfield, LF, Kambal, A, Duan, E, Stanley, K, Kramer, J, Macri, SC, Permar, SR, Schmitz, JE, Mansfield, K, Brenchley, JM, Veazey, RS, Stappenbeck, TS, Wang, D, Barouch, DH, Virgin, HW (12 de octubre de 2012). "La infección por el virus de la inmunodeficiencia simia patógena está asociada con la expansión del viroma entérico". Cell . 151 (2): 253–66. doi :10.1016/j.cell.2012.09.024. PMC 3490196 . PMID  23063120. 
  20. ^ ab Foxman, Ellen F.; Iwasaki, Akiko (1 de abril de 2011). "Interacciones genoma-viroma: examen del papel de las infecciones virales comunes en enfermedades complejas". Nature Reviews Microbiology . 9 (4): 254–264. doi :10.1038/nrmicro2541. PMC 3678363 . PMID  21407242. 
  21. ^ Pennisi, E. (24 de marzo de 2011). "Volviéndose viral: explorando el papel de los virus en nuestros cuerpos". Science . 331 (6024): 1513. Bibcode :2011Sci...331.1513P. doi :10.1126/science.331.6024.1513. PMID  21436418.
  22. ^ ab Moustafa, Ahmed; Xie, Chao; Kirkness, Ewen; Biggs, William; Wong, Emily; Turpaz, Yaron; Bloom, Kenneth; Delwart, Eric; Nelson, Karen E. (22 de marzo de 2017). "El viroma del ADN sanguíneo en 8000 humanos". PLOS Pathogens . 13 (3): e1006292. doi : 10.1371/journal.ppat.1006292 . ISSN  1553-7374. PMC 5378407 . PMID  28328962. 
  23. ^ abc Koonin, Eugene V; Dolja, Valerian V; Krupovic, Mart (2021). "El viroma humano sano: de la simbiosis virus-huésped a la enfermedad". Current Opinion in Virology . 47 : 86–94. doi :10.1016/j.coviro.2021.02.002. PMID  33652230. S2CID  232100996.
  24. ^ Butler, Christopher C (septiembre de 2013). "Prevalencia del asma y respuesta inmunitaria humoral en inmigrantes somalíes en los EE. UU.: implicaciones para la hipótesis de la higiene". Revista de atención respiratoria primaria: Revista del grupo de vías respiratorias de práctica general . 22 (3): 262–264. doi :10.4104/pcrj.2013.00081. PMC 6442840. PMID  23959045 . 
  25. ^ Strachan, David P (10 de junio de 2014). "Hermanos, asma, rinoconjuntivitis y eczema: una perspectiva mundial a partir del estudio internacional del asma y las alergias en la infancia". Alergia clínica y experimental . 45 (1): 126–136. doi :10.1111/cea.12349. PMC 4298795 . PMID  24912652. 
  26. ^ Daley, D (octubre de 2014). "La evolución de la hipótesis de la higiene: el papel de la exposición temprana a virus y microbios y su relación con el asma y las enfermedades alérgicas". Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology . 14 (5): 390–396. doi :10.1097/ACI.0000000000000101. PMID  25102107. S2CID  45420527.
  27. ^ ab Hannigan, Geoffrey D.; Meisel, Jacquelyn S.; Tyldsley, Amanda S.; Zheng, Qi; Hodkinson, Brendan P.; SanMiguel, Adam J.; Minot, Samuel; Bushman, Frederic D.; Grice, Elizabeth A. (30 de octubre de 2015). "El viroma de ADN bicatenario de la piel humana: diversidad topográfica y temporal, enriquecimiento genético y asociaciones dinámicas con el microbioma del huésped". mBio . 6 (5): e01578–15. doi :10.1128/mBio.01578-15. ISSN  2150-7511. PMC 4620475 . PMID  26489866. 
  28. ^ Grice, Elizabeth A.; Kong, Heidi H.; Conlan, Sean; Deming, Clayton B.; Davis, Joie; Young, Alice C.; Programa, NISC Comparative Sequencing; Bouffard, Gerard G.; Blakesley, Robert W. (29 de mayo de 2009). "Diversidad topográfica y temporal del microbioma de la piel humana". Science . 324 (5931): 1190–1192. Bibcode :2009Sci...324.1190G. doi :10.1126/science.1171700. ISSN  0036-8075. PMC 2805064 . PMID  19478181. 
  29. ^ Focà, Alfredo; Liberto, Maria Carla; Quirino, Angela; Marascio, Nadia; Zicca, Emilia; Pavia, Grazia (1 de enero de 2015). "Inflamación intestinal e inmunidad: ¿cuál es el papel del viroma intestinal humano?". Mediadores de la inflamación . 2015 : 326032. doi : 10.1155/2015/326032 . ISSN  0962-9351. PMC 4405218. PMID 25944980  . 
  30. ^ Minot, S.; Sinha, R.; Chen, J.; Li, H.; Keilbaugh, SA; Wu, GD; Lewis, JD; Bushman, FD (31 de agosto de 2011). "El viroma intestinal humano: variación interindividual y respuesta dinámica a la dieta". Genome Research . 21 (10): 1616–1625. doi :10.1101/gr.122705.111. PMC 3202279 . PMID  21880779. 

Lectura adicional