La viruela vacuna es una enfermedad infecciosa causada por el virus de la viruela vacuna (CPXV). [2] Se presenta con grandes ampollas en la piel, fiebre y glándulas inflamadas , históricamente típicamente después del contacto con una vaca infectada, aunque en las últimas décadas con mayor frecuencia (aunque en general raramente) de gatos infectados. [3] Las manos y la cara se ven afectadas con mayor frecuencia y las manchas generalmente son muy dolorosas. [4]
El virus, que forma parte del género Orthopoxvirus , está estrechamente relacionado con el virus vaccinia . El virus es zoonótico , lo que significa que es transferible entre especies, por ejemplo de gato a humano. La transmisión de la enfermedad se observó por primera vez en trabajadores lecheros que tocaron las ubres de vacas infectadas y, en consecuencia, desarrollaron las pústulas características 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, a la enfermedad de la viruela , altamente contagiosa y a menudo mortal . [5] Su gran parecido con la forma leve de la viruela y la observación de que los productores de leche [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 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 variólico . La vacunación contra la viruela vacuna y sus encarnaciones posteriores tuvieron tanto éxito que en 1980 la Organización Mundial de la Salud anunció que la viruela era la primera enfermedad erradicada mediante esfuerzos de vacunación en todo el mundo. [9] Otros virus ortopox siguen prevaleciendo en ciertas comunidades y continúan infectando a los humanos, como el virus de la viruela vacuna en Europa y el virus de la viruela simica en África central y occidental. [ cita necesaria ]
Los casos naturales de viruela vacuna no eran comunes, pero se descubrió que la vacuna podía "portarse" en humanos y reproducirse y diseminarse de persona a persona. La vacunación original de Jenner utilizó linfa de la pústula de viruela vacuna en una lechera, y las vacunaciones posteriores "brazo a brazo" aplicaron el mismo principio. Como esta transferencia de fluidos humanos conllevaba sus propias complicaciones, en Italia se introdujo por primera vez una forma más segura de producir la vacuna. El nuevo método utilizó vacas para fabricar la vacuna mediante un proceso llamado "retrovacunación", en el que se inoculaba a una novilla con el virus de la viruela vacuna humanizada y se pasaba de ternero en ternero para producir cantidades masivas de manera eficiente y segura. Esto luego llevó a la siguiente encarnación, la "verdadera vacuna animal", que utilizó el mismo proceso pero comenzó con el virus de la viruela vacuna natural, y no con la forma humanizada. [ cita necesaria ]
Este método de producción resultó ser lucrativo y fue aprovechado por muchos empresarios que necesitaban sólo terneros y linfa de semilla de una vaca infectada para fabricar versiones crudas de la vacuna. WF Elgin, del Establecimiento Nacional de Vacunas, presentó su técnica ligeramente refinada en la Conferencia de Juntas Estatales y Provinciales de Salud de América del Norte. Un ternero libre de tuberculosis , con el estómago afeitado, sería atado a una mesa de operaciones, donde se le harían incisiones en la parte inferior del cuerpo. A lo largo de los cortes se esparció linfa glicerinada de un ternero previamente inoculado. Después de unos días, los cortes se habrían formado costras o costras. La corteza se ablandó con agua esterilizada y se mezcló con glicerina, que la desinfectó, luego se almacenó herméticamente sellados en tubos capilares para su uso posterior. [ cita necesaria ]
En algún momento, el virus utilizado ya no era la viruela vacuna, sino la vaccinia. Los científicos no han determinado exactamente cuándo ocurrió el cambio o mutación, pero los efectos de la vaccinia y del virus de la viruela vacuna 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 la mayoría de las veces se contraen de gatos domésticos . El virus no se encuentra comúnmente en el ganado ; los huéspedes reservorios del virus son los roedores de los bosques , en particular los topillos . A partir 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 por el virus de la viruela vacuna 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 necesaria ] El virus prevalece a finales del verano y en otoño. [ cita necesaria ]
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Entre 1770 y 1790, al menos seis personas que tuvieron contacto con una vaca probaron de forma independiente la posibilidad de utilizar la vacuna contra la viruela bovina como inmunización contra la viruela en humanos. Entre ellos se encontraba el granjero inglés Benjamin Jesty , en Dorset en 1774, y el maestro alemán Peter Plett en 1791. [14] Jesty inoculó a su esposa y a sus dos hijos pequeños con viruela vacuna, en un esfuerzo exitoso por inmunizarlos contra la viruela, una epidemia de la cual había surgido en su pueblo. Sus pacientes que habían contraído y recuperado de viruela vacuna similar pero más leve (principalmente lecheras), parecían ser inmunes no sólo a nuevos casos de viruela vacuna, sino también a la viruela. Al raspar el líquido de las lesiones de la viruela vacuna en la piel de personas sanas, pudo inmunizarlas 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 demostraron 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 habían sido vacunadas en Gran Bretaña. El método de transferencia de la vacuna contra la viruela vacuna de brazo a brazo también se utilizó para distribuir la vacuna de Jenner por todo el Imperio español. La hija del rey español Carlos IV había contraído viruela en 1798 y, una vez que se recuperó, él dispuso que el resto de su familia fuera vacunada. [dieciséis]
En 1803, el rey, convencido de los beneficios de la vacuna, ordenó a su médico personal, Francisco Javier de Balmis, que la entregara a 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 orfanatos de España, de entre tres y nueve años de edad, que nunca antes habían tenido viruela vacuna o viruela. Durante el viaje a través del Atlántico, De Balmis vacunó a los huérfanos en cadena viva. Dos niños fueron vacunados inmediatamente antes de la salida, y cuando aparecieron pústulas de viruela vacuna en sus brazos, se utilizó el material de estas lesiones para vacunar a dos niños más. [17]
En 1796, el médico inglés Edward Jenner probó la teoría de que la viruela vacuna podría proteger a alguien de la infección por viruela. Durante mucho tiempo se había especulado sobre los orígenes de las vacunas variolae de Jenner, hasta que los datos de la secuenciación del ADN mostraron estrechas similitudes entre los virus de la viruela equina y la viruela vacuna. Jenner señaló que los herradores a veces ordeñaban vacas y que el material de la enfermedad equina podía producir una enfermedad vesicular en las vacas de la que se derivaba Variolae vaccinae. 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 vacuna se origina en la ubre de las vacas, Jenner tomó su muestra de una lechera, Sarah Nelmes. [ cita necesaria ]
Jenner extrajo el pus de una de las lesiones formadas por la viruela vacuna en Nelmes a James Phipps , un niño de ocho años que nunca había tenido viruela. Finalmente desarrolló una costra y una 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 de tiempo, se registró que Phipps no recibió ninguna reacción por parte del mismo. Aunque Jenner no fue la primera persona en concebir la noción de que la viruela vacuna protege contra el virus de la viruela, su experimento demostró la teoría.
En años posteriores, Jenner popularizó el experimento, llamándolo vacunación del latín vaca, vacca . La cantidad de vacunas entre la gente de esa época aumentó drásticamente. Se consideraba ampliamente que era un procedimiento relativamente más seguro en comparación con la inoculación convencional . Aunque Jenner se convirtió en el centro de atención por la popularidad de la vacunación, se centró principalmente en la ciencia detrás de por qué la viruela vacuna permitió que las personas no se infectaran con la viruela. El honor del descubrimiento de la vacuna se atribuye a menudo a Benjamin Jesty , pero él no era un científico y no repitió ni publicó sus hallazgos. Se le considera el primero en utilizar la viruela vacuna como vacuna, aunque el término vacunación aún no se había inventado. [ cita necesaria ]
Durante el brote de viruela, Jesty transfirió trozos de ubre de vaca que sabía que habían sido 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 hizo públicos sus hallazgos, asumió el mérito. Se dice que Jenner hizo este descubrimiento por sí mismo, posiblemente sin conocer relatos anteriores 20 años antes. Aunque Jesty pudo 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 ortopoxviral. Se puede dividir en tres regiones diferentes. Hay dos regiones terminales llamadas R1 y R2 y una región central principal que tiene 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 se pueden dividir en dos regiones más distintas. La primera sección tiene alrededor de 7,5 kbp de largo e incluye una región de codificación. La otra sección incluye una región terminal que puede repetirse hasta treinta veces y está compuesta por 50 nucleótidos. [20] El genoma CPXV codifica sólo el 30-40% de los productos que están implicados en la patogénesis del virus. [21] El genoma CPXV tiene el conjunto de genes más completo de todos los ortopoxvirus. Esta característica única del CPXV lo hace ideal para poder mutar en diferentes cepas del virus. [22] Es un virus de ADN bicatenario. El virus tiene una envoltura que rodea al virión. [23] El genoma de la viruela vacuna permite al virus codificar su propia maquinaria de transcripción junto con su propia maquinaria de replicación de ADN. Luego, la replicación tiene lugar en el citoplasma una vez que el virus está en la célula y el virión no está recubierto. Luego, el virión se ensambla y se libera de la célula huésped. [24]
El genoma está dispuesto de manera que ambos extremos contienen los genes responsables de evadir las defensas del sistema inmunológico del huésped que sólo se activa en la porción extracelular. Estos receptores pueden ser detenidos por la secreción de citocinas y quimiocinas bloqueando las citocinas y quimiocinas que se encuentran extracelularmente. Este es el proceso responsable de la unión y entrada del virión en la célula huésped. [25] Debido al gran tamaño del genoma, hace que el virus sea más probable y capaz de luchar contra las defensas del sistema inmunológico. De todos los poxvirus, el CPXV tiene la mayor cantidad de respuestas de citoquinas 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 de CPXV. CPXV también codifica cuatro factores de necrosis tumoral (TNF) y linfotoxina, que son el grupo más grande de receptores homólogos del virus. Estos receptores juegan un papel crucial y están involucrados con el sistema inmunológico. [26]
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 tipo B contienen la fábrica donde el virus produce elementos necesarios para la replicación y maduración del virión. CPXV tiene otro cuerpo de inclusión que es exclusivo de algunos cordopoxvirus 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 produce 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 todavía 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, con estudios realizados en ratones, las lesiones causadas por CPXV-BR△ati pudieron sanar más rápido debido a que se perdió menos tejido que las lesiones de 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 involucrados en parte en la forma en que el huésped responde a la infección del virus. [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 CPXV utiliza las vías MEK/ERK/1/2/Egr-1, JNK1/2 y PI3K/Akt. Algunas de estas vías no son exclusivas del CPXV, sino que 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 formado por 242 aminoácidos y contiene dos dominios, un 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 esta proteína p28 que se traduce temprano en el ciclo de replicación en el citoplasma y luego se ubica en el citoplasma durante el resto del ciclo de vida del virus. Actualmente todavía se están realizando investigaciones para determinar si la proteína p28 podría ser una retribución a un factor macrófago esencial que se necesita para la replicación del ADN. [29]
La mayoría de la población aceptó entonces la prometedora vacunación. Sin embargo, todavía hubo oposición de personas que se mostraban reacias a cambiar las vacunas. Además, hubo una creciente preocupación por parte de las partes que estaban preocupadas por las repercusiones desconocidas de infectar a un ser humano con una enfermedad animal. Una forma en que las personas expresaron su descontento fue dibujando cómics que a veces representaban pequeñas vacas creciendo en los lugares de vacunación. Otros abogaron públicamente por la continuación de las vacunas; sin embargo, esto no se debió a su descontento por las vacunas. Parte de su desgana tenía que ver con una aprensión por el cambio. Se habían familiarizado tanto con el proceso, el resultado, los aspectos positivos y negativos de las vacunas que no querían sorprenderse por el resultado o los efectos de las vacunas. Jenner pronto los tranquilizó después de extensas pruebas. Sin embargo, otros se opusieron a la vacunación por diferentes motivos. Debido al alto precio de la vacuna, Jenner encontró que muy pocas personas comunes y corrientes no estaban dispuestas a aceptar la vacuna. Debido a esto, Jenner encontró muchos sujetos para sus pruebas. Pudo publicar sus resultados en un folleto en 1798: Una investigación sobre las causas y efectos de Variolae Vaccinae, una enfermedad descubierta en algunos de los condados occidentales de Inglaterra, particularmente en Gloucestershire, y conocida con el nombre de viruela vacuna. [30] [31]
Después de la inoculación, la vacunación con el virus de la viruela vacuna se convirtió en la principal defensa contra la viruela. Después de la infección por el virus de la viruela vacuna, el cuerpo (normalmente) adquiere la capacidad de reconocer el virus similar de la viruela a partir de sus antígenos y es capaz de combatir la viruela de forma mucho más eficaz. [ cita necesaria ]
El virus de la viruela vacuna contiene 222.000 pares de bases de ADN, que contienen información sobre unos 203-204 genes. Esto convierte a la viruela vacuna en uno de los virus más complicados que se conocen. Un número significativo de estos genes dan instrucciones para partes clave del sistema inmunológico humano, dando una pista de por qué la viruela, estrechamente relacionada, es tan letal. [32] El virus vaccinia que se utiliza ahora para la vacunación contra la viruela es lo suficientemente diferente del virus de la viruela vacuna que se encuentra en la naturaleza como para considerarlo un virus separado. [33]
Si bien la popularidad de la vacuna aumentó exponencialmente, también lo hizo su valor monetario. Así lo entendió el Parlamento británico, que compensó a Jenner con 10.000 libras por la vacuna. Además, posteriormente compensaron a Jenner con 20.000 libras adicionales. En los años siguientes, Jenner continuó defendiendo su vacunación frente a la todavía popular inoculación. Finalmente, en 1840, la inoculación quedó prohibida en Inglaterra y fue reemplazada 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 a miles de soldados, al hacerlos inmunes a los efectos de la viruela en las próximas guerras. La viruela vacuna también ahorró al Reino Unido miles de libras. [34]
Kinepox es un término alternativo para la vacuna contra la viruela utilizada a principios del siglo XIX en Estados Unidos. Popularizado por Jenner a finales de la década de 1790, el kinepox era un método mucho más seguro para inocular a las personas contra la viruela que el método anterior, la variolación , que tenía una tasa de mortalidad del 3%. [ cita necesaria ]
En una famosa carta a Meriwether Lewis en 1803, Thomas Jefferson dio instrucciones a la expedición de Lewis y Clark para "llevar con ustedes algo de la viruela del cine; informar a aquellos con quienes estén, de su eficacia como preservante de la viruela". ; y alentarlos a usarlo..." [35] Jefferson había desarrollado un interés en proteger a los indios americanos de la viruela, habiendo estado al tanto de las epidemias a lo largo del río Missouri durante el siglo anterior. Un año antes de dar instrucciones especiales a Lewis, Jefferson había persuadido a una delegación visitante de jefes indios norteamericanos para que se vacunaran con kinepox durante el invierno de 1801-1802. Desafortunadamente, Lewis nunca tuvo la oportunidad de usar kinepox durante la expedición de la pareja, ya que sin darse cuenta se había vuelto inactivo, algo común en una época anterior a que las vacunas se estabilizaran con conservantes como el glicerol o se mantuvieran a temperaturas de refrigeración. [ cita necesaria ]
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 vacuna [36] ) y con mayor frecuencia se contraen de gatos domésticos . Las infecciones humanas suelen ser localizadas y autolimitadas, pero pueden llegar a ser mortales en pacientes inmunodeprimidos . El virus no se encuentra comúnmente en el ganado; los huéspedes reservorios del virus son los roedores del bosque, en particular los 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 menos frecuencia, infecciones del tracto respiratorio superior. Los síntomas de la infección por el virus de la viruela vacuna 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 frecuente a finales del verano y en otoño.
La inmunidad a la viruela vacuna se obtiene cuando se administra la vacuna contra la viruela. Aunque la vacuna ahora utiliza el virus vaccinia, los poxvirus son lo suficientemente similares como para que el cuerpo se vuelva inmune tanto a la viruela vacuna como a la viruela.