La viruela bovina es una enfermedad infecciosa causada por el virus de la viruela bovina (CPXV). [2] Se presenta con grandes ampollas en la piel, fiebre y glándulas inflamadas , históricamente generalmente después del contacto con una vaca infectada, aunque en las últimas décadas con mayor frecuencia (aunque en general raramente) a partir de gatos infectados. [3] Las manos y la cara son las más frecuentemente afectadas y las manchas son generalmente muy dolorosas. [4]
El virus, parte del género Orthopoxvirus , está estrechamente relacionado con el virus vaccinia . El virus es zoonótico , lo que significa que es transferible entre especies, como de gato a humano. La transferencia de la enfermedad se observó por primera vez en trabajadores lecheros que tocaron las ubres de vacas infectadas y, en consecuencia, desarrollaron las características pústulas en sus manos. [5] La viruela vacuna se encuentra más comúnmente en animales distintos de los bovinos, como los roedores. La viruela vacuna es similar, pero mucho más leve, que la viruela altamente contagiosa y a menudo mortal . [ 5] Su gran parecido con la forma leve de viruela y la observación de que los productores lecheros [6] eran inmunes a la viruela inspiraron la vacuna moderna contra la viruela , creada y administrada por el médico inglés Edward Jenner . [7]
La primera descripción de la viruela vacuna fue dada por Jenner en 1798. [8] " Vacunación " se deriva del adjetivo latino vaccinus , que significa "de o procedente de la vaca". [9] Una vez vacunado, un paciente desarrolla anticuerpos que lo hacen inmune a la viruela vacuna, pero también desarrolla inmunidad al virus de la viruela, o virus Variola . Las vacunas contra la viruela vacuna y encarnaciones posteriores demostraron ser tan exitosas que en 1980, la Organización Mundial de la Salud anunció que la viruela era la primera enfermedad en ser erradicada mediante esfuerzos de vacunación en todo el mundo. [9] Otros virus de la viruela vacuna siguen siendo prevalentes en ciertas comunidades y continúan infectando a los humanos, como el virus de la viruela vacuna en Europa y el virus de la viruela del mono en África central y occidental. [ cita requerida ]
Los casos naturales de viruela bovina no eran comunes, pero se descubrió que la vacuna podía ser "portada" en humanos y reproducida y diseminada de persona a persona. La vacunación original de Jenner utilizó linfa de la pústula de viruela bovina de una lechera, y las vacunaciones posteriores "de brazo a brazo" aplicaron el mismo principio. Como esta transferencia de fluidos humanos trajo consigo su propio conjunto de complicaciones, se introdujo por primera vez en Italia una forma más segura de producir la vacuna. El nuevo método utilizaba vacas para fabricar la vacuna mediante un proceso llamado "retrovacunación", en el que se inoculaba una novilla con el virus humanizado de la viruela bovina y se pasaba de ternera a ternera para producir cantidades masivas de manera eficiente y segura. Esto luego condujo a la siguiente encarnación, la "verdadera vacuna animal", que utilizó el mismo proceso pero comenzó con el virus de la viruela bovina de origen natural, y no con la forma humanizada. [ cita requerida ]
Este método de producción resultó ser lucrativo y muchos empresarios se aprovecharon de él, pues sólo necesitaban terneros y linfa de una vaca infectada para fabricar versiones rudimentarias de la vacuna. WF Elgin, del National Vaccine Establishment, presentó su técnica ligeramente refinada en la Conferencia de Juntas Estatales y Provinciales de Salud de Norteamérica. Un ternero libre de tuberculosis , con el estómago afeitado, se ataba a una mesa de operaciones, donde se le hacían incisiones en la parte inferior del cuerpo. Se esparcía linfa glicerinada de un ternero previamente inoculado a lo largo de los cortes. Después de unos días, los cortes formaban costras. La costra se ablandaba con agua esterilizada y se mezclaba con glicerina, que la desinfectaba, y luego se almacenaba herméticamente sellada en tubos capilares para su uso posterior. [ cita requerida ]
En algún momento, el virus que se utilizó ya no fue el de la viruela bovina, sino el de la vacuna. Los científicos no han determinado exactamente cuándo se produjo el cambio o la mutación, pero los efectos del virus de la vacuna y del de la viruela bovina como vacuna son casi los mismos. [10]
El virus se encuentra en Europa , y principalmente en el Reino Unido . Los casos humanos hoy en día son muy raros y con mayor frecuencia se contraen de gatos domésticos . El virus no se encuentra comúnmente en el ganado ; los huéspedes reservorios del virus son roedores del bosque , particularmente topillos . De estos roedores, los gatos domésticos contraen y transmiten el virus a los humanos. [11] Los síntomas en los gatos incluyen lesiones en la cara, el cuello, las extremidades anteriores y las patas, y con menos frecuencia infecciones del tracto respiratorio superior . [12] Los síntomas de la infección con el virus de la viruela bovina en humanos son lesiones pustulosas localizadas que generalmente se encuentran en las manos y se limitan al sitio de introducción. [13] El período de incubación es de 9 a 10 días. [ cita requerida ] El virus prevalece a fines del verano y el otoño. [ cita requerida ]
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Entre 1770 y 1790, al menos seis personas que habían tenido contacto con una vaca habían probado de forma independiente la posibilidad de utilizar la vacuna de la viruela bovina como inmunización contra la viruela en humanos. Entre ellos se encontraban el granjero inglés Benjamin Jesty , en Dorset en 1774 y el profesor alemán Peter Plett en 1791. [14] Jesty inoculó a su esposa y a sus dos hijos pequeños con viruela bovina, en un esfuerzo exitoso por inmunizarlos contra la viruela, una epidemia de la cual había surgido en su ciudad. Sus pacientes que habían contraído y se habían recuperado de la viruela bovina similar pero más leve (principalmente lecheras), parecían ser inmunes no solo a más casos de viruela bovina, sino también a la viruela. Al raspar el líquido de las lesiones de la viruela bovina en la piel de individuos sanos, pudo inmunizar a esas personas contra la viruela. [15]
Según se informa, los agricultores y las personas que trabajaban regularmente con ganado y caballos a menudo se salvaban durante los brotes de viruela. Las investigaciones realizadas por el ejército británico en 1790 mostraron que las tropas montadas a caballo estaban menos infectadas por la viruela que la infantería , debido a la probable exposición al virus similar de la viruela equina ( Variola equina ). A principios del siglo XIX, más de 100.000 personas en Gran Bretaña habían sido vacunadas. El método de transferencia de brazo a brazo de la vacuna contra la viruela vacuna también se utilizó para distribuir la vacuna de Jenner en todo el Imperio español. La hija del rey español Carlos IV había sido afectada por la viruela en 1798, y después de que se recuperó, dispuso que el resto de su familia fuera vacunada. [16]
En 1803, el rey, convencido de los beneficios de la vacuna, ordenó a su médico personal, Francis Xavier de Balmis, que la distribuyera por los dominios españoles de América del Norte y del Sur. Para mantener la vacuna disponible durante el viaje, el médico reclutó a 22 niños de tres a nueve años de edad, que nunca antes habían tenido viruela vacuna o viruela, de los orfanatos de España. Durante el viaje a través del Atlántico, de Balmis vacunó a los huérfanos en cadena viva. Dos niños fueron vacunados inmediatamente antes de la partida, y cuando aparecieron pústulas de viruela vacuna en sus brazos, se utilizó material de estas lesiones para vacunar a dos niños más. [17]
En 1796, el médico inglés Edward Jenner puso a prueba la teoría de que la viruela bovina podía proteger a alguien de ser infectado por la viruela. Durante mucho tiempo se había especulado sobre los orígenes de la viruela vacuna de Jenner, hasta que los datos de secuenciación de ADN mostraron similitudes estrechas entre los virus de la viruela equina y la viruela bovina. Jenner observó que los herradores a veces ordeñaban vacas y que el material de la enfermedad equina podía producir una enfermedad vesicular en las vacas de las que se derivaba la viruela vacuna. Los relatos contemporáneos respaldan la especulación de Jenner de que la vacuna probablemente se originó como una enfermedad equina llamada "grasa". [18] Aunque la viruela bovina se origina en la ubre de las vacas, Jenner tomó su muestra de una lechera, Sarah Nelmes. [ cita requerida ]
Jenner extrajo el pus de una de las lesiones formadas por la viruela bovina en Nelmes para James Phipps , un niño de ocho años que nunca había tenido viruela. Finalmente desarrolló una costra y fiebre que era manejable. Aproximadamente seis semanas después, Jenner introdujo una muestra activa del virus de la viruela en Phipps para probar la teoría. Después de ser observado durante un período prolongado, se registró que Phipps no recibió ninguna reacción a la misma. Aunque Jenner no fue la primera persona en concebir la noción de que la viruela bovina protegía contra el virus de la viruela, su experimento demostró la teoría.
En años posteriores, Jenner popularizó el experimento, llamándolo "vacuna" (del latín "vaca"), vacca . El número de vacunaciones entre las personas de esa época aumentó drásticamente. Se consideraba ampliamente que era un procedimiento relativamente más seguro en comparación con la inoculación convencional . Aunque Jenner fue impulsado a la fama por la popularidad de la vacunación, se centró principalmente en la ciencia detrás de por qué la viruela de las vacas permitía que las personas no se infectaran de viruela. El honor del descubrimiento de la vacuna a menudo se atribuye a Benjamin Jesty , pero no era un científico y no repitió ni publicó sus hallazgos. Se le considera el primero en utilizar la viruela de las vacas como vacuna, aunque el término vacunación aún no se había inventado. [ cita requerida ]
En medio del brote de viruela, Jesty transfirió trozos de ubre de vaca que sabía que estaban infectados con viruela vacuna a la piel de los miembros de su familia con la esperanza de protegerlos. Jesty no hizo públicos sus hallazgos, y Jenner, quien realizó su primera inoculación 22 años después y publicó sus hallazgos, se atribuyó el mérito. Se dice que Jenner hizo este descubrimiento por sí mismo, posiblemente sin conocer relatos previos 20 años antes. Aunque Jesty puede haber sido el primero en descubrirlo, Jenner hizo que la vacunación fuera ampliamente accesible y, por lo tanto, se le atribuye su invención. [19]
El genoma del CPXV tiene más de 220 kbp. Esto lo convierte en el genoma más grande de la especie Orthopoxviral. Puede dividirse en tres regiones diferentes. Hay dos regiones finales llamadas R1 y R2 y una región central principal que es aproximadamente la mitad del tamaño del genoma. También hay repeticiones terminales invertidas que se encuentran en los sitios terminales del genoma y miden alrededor de 10 kbp. Estas repeticiones terminales invertidas pueden dividirse en dos regiones más distintas. La primera sección tiene una longitud de alrededor de 7,5 kbp e incluye una región codificante. La otra sección incluye una región terminal que puede repetirse hasta treinta veces y está compuesta por 50 nucleótidos. [20] El genoma del CPXV codifica solo el 30-40% de los productos de los cuales están involucrados en la patogénesis del virus. [21] El genoma del CPXV tiene el conjunto de genes más completo de todos los orthopoxvirus. Esta característica única del CPXV lo hace ideal para poder mutar en diferentes cepas del virus. [22] Es un virus de ADN de doble cadena. El virus tiene una envoltura que rodea al virión. [23] El genoma de la viruela bovina permite que el virus codifique su propia maquinaria de transcripción junto con su propia maquinaria de replicación de ADN. La replicación luego tiene lugar en el citoplasma después de que el virus está en la célula y el virión no tiene envoltura. Luego, el virión se ensambla y se libera de la célula huésped. [24]
El genoma está organizado de tal manera que ambos extremos contienen los genes responsables de evadir las defensas del sistema inmunológico del huésped, que solo se activa en la porción extracelular. Estos receptores pueden ser detenidos por la secreción de citocinas y quimiocinas al bloquear las citocinas y quimiocinas que se encuentran extracelularmente. Este es el proceso responsable de la unión y la entrada del virión en la célula huésped. [25] Debido al gran tamaño del genoma, hace que el virus tenga más probabilidades y capacidad de luchar contra las defensas del sistema inmunológico. De todos los poxvirus, CPXV tiene la mayor cantidad de respuestas de citocinas que luchan contra el sistema inmunológico. Codifica receptores de citocinas como las proteínas TNF, CrmB, CrmC, CrmD y CrmE. Otro conjunto de receptores que tiene CPXV son las linfotoxinas como IL-1ß, IFN-y, IFN 1, β-quimiocinas e IL-18. Sin embargo, todavía no se conocen todos los receptores del CPXV. El CPXV también codifica cuatro factores de necrosis tumoral (TNF) y la linfotoxina, que constituyen el grupo más grande de receptores homólogos del virus. Estos receptores desempeñan un papel crucial en el sistema inmunológico. [26]
El CPXV tiene dos tipos diferentes de cuerpos de inclusión. Todos los poxvirus tienen inclusiones basófilas, también llamadas cuerpos de inclusión de tipo B. Los cuerpos de inclusión de tipo B contienen la fábrica donde el virus produce los elementos necesarios para la replicación y maduración del virión. El CPXV tiene otro cuerpo de inclusión que es exclusivo de algunos chordopoxvirus, llamados cuerpos de inclusión acidófilos, también llamados cuerpos de inclusión de tipo A (ATI). Los ATI están codificados por el gen cpxv158 y luego se convierte en la proteína ATIP, que es una proteína tardía. Sin embargo, la importancia de estos ATI en el ciclo de vida aún no se conoce ni se comprende bien y aún se están realizando investigaciones para comprenderlos mejor. Se sabe que la replicación aún puede continuar sin el gen cpxv158 y que el ciclo de replicación no muestra diferencias entre un virión completamente codificado y el virión que tenía eliminado el gen cwpx158. Sin embargo, en estudios realizados en ratones, las lesiones causadas por el gen CPXV-BR△ati pudieron sanar más rápido debido a que se perdió menos tejido que las lesiones causadas por el gen CPXV-BR, que tardaron más en sanar y perdieron más tejido. Esto sugiere que este gen ayuda a respaldar la idea de que los ATI están parcialmente involucrados en la forma en que el huésped responde a la infección viral. [27]
Otra forma en que el virus puede controlar e infectar al huésped es regulando las vías de señalización celular. Durante la infección, se sabe que el CPXV utiliza las vías MEK/ERK/1/2/Egr-1, JNK1/2 y PI3K/Akt. Algunas de estas vías no son exclusivas del CPXV, pero la forma en que funcionan en respuesta al huésped es exclusiva de este virus. [28]
Una proteína notable en el CPXV es la proteína p28. Está formada por 242 aminoácidos y contiene dos dominios, un dominio KilA-N N-terminal y un dominio RING C-terminal. Uno de esos dominios, el dominio KilA-N N-terminal , permite que el ADN se una a él. El dominio KilA-N facilita que esta proteína p28 se traduzca al principio del ciclo de replicación en el citoplasma y luego se ubique en el citoplasma durante el resto del ciclo de vida del virus. Todavía se están realizando investigaciones para determinar si la proteína p28 podría ser un sustituto de un factor esencial de los macrófagos que se necesita para la replicación del ADN. [29]
La mayoría de la población de la época aceptaba la futura vacunación, pero aún había oposición de personas que se resistían a cambiar las inoculaciones. Además, había una creciente preocupación de los partidos que estaban preocupados por las repercusiones desconocidas de infectar a un humano con una enfermedad animal. Una forma en que las personas expresaban su descontento era dibujando cómics que a veces mostraban pequeñas vacas que crecían en los lugares de vacunación. Otros abogaban públicamente por la continuación de las inoculaciones; sin embargo, esto no se debía a su descontento con las vacunas. Parte de su renuencia tenía que ver con una aprensión al cambio. Se habían familiarizado tanto con el proceso, el resultado, los aspectos positivos y negativos de las inoculaciones que no querían ser sorprendidos por el resultado o los efectos de las vacunas. Jenner pronto se tranquilizó después de extensos ensayos. Sin embargo, otros abogaban en contra de las vacunas por diferentes razones. Debido al alto precio de la inoculación, Jenner encontró muy poca gente común que no estuviera dispuesta a aceptar la vacuna. Debido a esto, Jenner encontró muchos sujetos para sus pruebas. Pudo publicar sus resultados en un panfleto en 1798: Una investigación sobre las causas y efectos de la viruela vacuna, una enfermedad descubierta en algunos de los condados occidentales de Inglaterra, particularmente Gloucestershire, y conocida con el nombre de viruela vacuna. [30] [31]
Después de la inoculación, la vacunación con el virus de la viruela bovina se convirtió en la principal defensa contra la viruela. Después de la infección por el virus de la viruela bovina, el cuerpo (por lo general) adquiere la capacidad de reconocer el virus de la viruela similar a partir de sus antígenos y es capaz de combatir la enfermedad de la viruela con mucha más eficacia. [ cita requerida ]
El virus de la viruela bovina contiene 222 mil pares de bases de ADN, que contienen la información de unos 203-204 genes. Esto hace que la viruela bovina sea uno de los virus más complejos que se conocen. Una cantidad significativa de estos genes proporciona instrucciones para partes clave del sistema inmunológico humano, lo que da una pista de por qué la viruela, estrechamente relacionada con el virus, es tan letal. [32] El virus vaccinia que se utiliza actualmente para la vacunación contra la viruela es lo suficientemente diferente del virus de la viruela bovina que se encuentra en la naturaleza como para ser considerado un virus independiente. [33]
Mientras la popularidad de la vacuna aumentaba exponencialmente, también lo hacía su valor monetario. Esto fue reconocido por el Parlamento británico, que compensó a Jenner con 10.000 libras por la vacuna. Además, más tarde le compensó con 20.000 libras adicionales. En los años siguientes, Jenner siguió abogando por su vacunación frente a la todavía popular inoculación. Finalmente, en 1840, la inoculación se prohibió en Inglaterra y fue sustituida por la vacuna contra la viruela vacuna como principal solución médica para combatir la viruela. La vacuna contra la viruela vacuna salvó al ejército británico de miles de soldados, al hacerlos inmunes a los efectos de la viruela en las guerras venideras. La vacuna contra la viruela vacuna también le ahorró al Reino Unido miles de libras. [34]
Kinepox es un término alternativo para la vacuna contra la viruela que se utilizaba en Estados Unidos a principios del siglo XIX. La kinepox, popularizada por Jenner a finales de la década de 1790, era un método mucho más seguro para inocular a las personas contra la viruela que el método anterior, la variolización , que tenía una tasa de mortalidad del 3 %. [ cita requerida ]
En una famosa carta a Meriwether Lewis en 1803, Thomas Jefferson dio instrucciones a la expedición de Lewis y Clark de "llevar consigo algo de viruela de ganado; informar a aquellos con quienes pudieran estar, de su eficacia como conservante contra la viruela; y alentarlos a su uso..." [35] Jefferson había desarrollado un interés en proteger a los indios americanos de la viruela, habiendo sido consciente de las epidemias a lo largo del río Misuri durante el siglo anterior. Un año antes de sus instrucciones especiales a Lewis, Jefferson había persuadido a una delegación de jefes indios norteamericanos que estaban de visita para que se vacunaran con viruela de ganado durante el invierno de 1801-1802. Desafortunadamente, Lewis nunca tuvo la oportunidad de usar viruela de ganado durante la expedición de la pareja, ya que se había vuelto inadvertidamente inactiva, algo común en una época en la que las vacunas no se estabilizaban con conservantes como el glicerol o se conservaban a temperaturas de refrigeración. [ cita requerida ]
Hoy en día, el virus se encuentra en Europa, principalmente en el Reino Unido. Los casos humanos son muy raros (aunque en 2010 un trabajador de laboratorio contrajo viruela bovina [36] ) y la mayoría de las veces se contraen de gatos domésticos . Las infecciones humanas suelen permanecer localizadas y autolimitadas, pero pueden llegar a ser fatales en pacientes inmunodeprimidos . El virus no se encuentra comúnmente en el ganado; los huéspedes reservorios del virus son roedores del bosque, particularmente topillos. [37] Los gatos domésticos contraen el virus de estos roedores. Los síntomas en los gatos incluyen lesiones en la cara, el cuello, las extremidades anteriores y las patas y, con menor frecuencia, infecciones del tracto respiratorio superior. Los síntomas de la infección con el virus de la viruela bovina en humanos son lesiones pustulosas localizadas que generalmente se encuentran en las manos y se limitan al sitio de introducción. El período de incubación es de nueve a diez días. El virus es más prevalente a fines del verano y otoño.
La inmunidad a la viruela bovina se obtiene cuando se administra la vacuna contra la viruela. Aunque la vacuna actual utiliza el virus vaccinia, los virus de la viruela son lo suficientemente similares como para que el cuerpo se vuelva inmune tanto a la viruela bovina como a la viruela varicela.