Los gammaretrovirus son un género de la familia Retroviridae . Entre las especies que se incluyen se encuentran el virus de la leucemia murina y el virus de la leucemia felina . Provocan diversos sarcomas, leucemias y deficiencias inmunitarias en mamíferos, reptiles y aves. [1]
Muchos retrovirus endógenos , estrechamente relacionados con los gammaretrovirus exógenos, están presentes en el ADN de mamíferos (incluidos los humanos), aves, reptiles y anfibios. [2] Muchos también comparten un elemento estructural de ARN conservado llamado señal de encapsidación central . [3]
Los virus de la reticuloendoteliosis aviar no son estrictamente virus aviares: parece que los virus de la reticuloendoteliosis son virus de mamíferos que se introdujeron accidentalmente en las aves en la década de 1930 durante la investigación sobre la malaria. [4]
Como vector potencial para la terapia génica , los gammaretrovirus tienen algunas ventajas sobre el VIH como vector lentiviral . En concreto, el sistema de empaquetamiento gammaretroviral no requiere la incorporación de ninguna secuencia que se superponga con las secuencias codificantes de gag, pol o genes accesorios. [5]
Los gammaretrovirus tienen una amplia gama de implicaciones para los animales. Se han relacionado con varias enfermedades, incluido el cáncer, específicamente leucemias y linfomas, varias enfermedades neurológicas y algunas inmunodeficiencias en muchas especies diferentes. Los gammaretrovirus son similares a otros retrovirus y transcriben de forma inversa un ARN monocatenario positivo en ADN bicatenario. El ADN bicatenario es muy estable y se integra fácilmente en el genoma del huésped. Algunos ejemplos de este virus son el virus de la leucemia murina de Moloney, el virus xenotrópico relacionado con MuLB, el virus de la leucemia felina y el virus del sarcoma felino. [6] [7] [8]
Los gammaretrovirus son vectores retrovirales muy populares en los estudios de laboratorio. Estos vectores son cruciales para la terapia génica y la transferencia de genes. La razón por la que son tan útiles es porque sus genomas son muy simples y fáciles de usar. Los retrovirus tienen la capacidad de integrarse muy bien en los genomas de las células huésped, lo que permite la expresión a largo plazo de su genoma. Un gammaretrovirus específico que se utiliza comúnmente como vector retroviral es el virus de la leucemia murina de Moloney. [7] [9]
Se ha descubierto que un gammaretrovirus específico llamado virus relacionado con el virus de la leucemia murina xenotrópica (XMRV) infecta el tejido del cáncer de próstata en los laboratorios. El XMRV es un virus recombinante observado incidentalmente como resultado de la recombinación entre dos retrovirus endógenos de ratón por investigadores del cáncer de próstata a mediados de la década de 1990. Aunque puede infectar el tejido humano, no se conoce ninguna enfermedad asociada con la infección [10] [11] [12] y es poco probable que exista fuera de los laboratorios. [13] El supuesto descubrimiento del XMRV en células sanguíneas de pacientes con síndrome de fatiga crónica en 2009 causó una controversia y una retractación final. [13] [14] Había más de 50 líneas celulares de cáncer humano que se afirmaba que estaban relacionadas con el virus relacionado con el virus de la leucemia murina o el virus de la leucemia murina. También se han afirmado descubrimientos de gammaretrovirus murinos en líneas celulares de cáncer de pulmón. Si bien no estaba claro qué papel tienen estos virus en el desarrollo del cáncer, se creía que son más frecuentes durante la etapa de desarrollo del tumor al inhibir los genes supresores de tumores. [8]
Los gammaretrovirus forman parte de la familia de los retroviridae . Se consideran virus zoonóticos porque se encuentran en muchas especies de mamíferos diferentes, como ratones, gatos, cerdos, primates, vacas y aves. Sin embargo, los murciélagos son el reservorio principal de muchos gammaretrovirus. Los murciélagos pueden estar expuestos durante un tiempo prolongado a una variedad de patógenos sin mostrar signos de advertencia, lo que lleva a la controvertida creencia de que los murciélagos tienen la capacidad de desarrollar inmunidad a virus que pueden dañar a otras especies. Por lo tanto, es posible que los murciélagos alberguen no solo uno, sino varios tipos de gammaretrovirus. Esta afirmación está respaldada por una técnica de perfilación del transcriptoma por secuenciación y una reacción en cadena de la polimerasa. Los investigadores también analizaron varios tipos diferentes de especies de murciélagos para consolidar la afirmación de que los murciélagos son el principal reservorio de los gammaretrovirus. Los gammaretrovirus pueden propagarse horizontalmente, de animal a animal, o verticalmente de padres a hijos. [15]
En el genoma del delfín mular se descubrió otro reservorio de gammaretrovirus , llamado Tursiops trunca el retrovirus endógeno, que se pensaba que provenía de gammaretrovirus endógenos de mamíferos existentes. La invasión original del Tursiops trunca el retrovirus endógeno se remonta a hace aproximadamente entre 10 y 19 millones de años y se identificó en el gammaretrovirus endógeno de la orca que invadió el organismo hace más de 3 millones de años. En 2009, se detectaron otros gammaretrovirus endógenos en una especie de orca, así como en otros nueve genomas de cetáceos. Por lo tanto, los genomas de gammaretrovirus están presentes tanto en especies de mamíferos acuáticos como terrestres. [16]
El gammaretrovirus es un virión esférico y envuelto que mide entre 80 y 100 nm de diámetro. Contiene una nucleocápside, transcriptasa inversa, integrasa, cápside, proteasa, envoltura y unidades de superficie. La nucleocápside es un conjunto de proteínas de ácido nucleico dentro de la partícula viral, es una subestructura del virión. La transcriptasa inversa es la enzima responsable de la transformación de ARN en ADN durante el ciclo de replicación del virión. La integrasa trabaja con la transcriptasa inversa para convertir el ARN en ADN. La cápside es una cubierta de proteína que rodea el genoma de una partícula viral, sus principales funciones son proteger y entregar el genoma a la célula huésped. La envoltura viral es la membrana que rodea la cápside viral, es una bicapa lipídica derivada de la célula huésped. [6] [17]
El genoma del gammaretrovirus es un genoma de ARN monocatenario (+) que tiene un tamaño aproximado de 8,3 kb. Tiene una tapa de 5' con una cola de poli-A de 3' y contiene dos regiones repetidoras terminales largas en los extremos 5' y 3'. Estas regiones repetitivas terminales largas tienen las regiones U5, R y U3, así como un tracto de polipurina en el extremo 3' y un sitio de unión del cebador en el extremo 5'. El genoma típico del gammaretrovirus contiene el gen gag , el gen pol y un gen env . [6]
El gammaretrovirus actuará como un parásito que utiliza factores celulares del huésped para introducir su genoma en el núcleo de la célula huésped, donde utilizará la maquinaria de la célula para replicar el genoma viral y continuar la propagación por todo el organismo huésped. Debido a que es un ARN monocatenario(+) con un genoma intermedio de ADN, tiene la capacidad de copiar su genoma de ARN viral directamente en ARNm. En contra del dogma central de la biología, también transcribe de manera inversa su genoma de ARN en ADN. [17]
El virión se une a los receptores de la célula huésped a través de la glicoproteína SU , luego la glicoproteína TM ayuda con la fusión con la membrana celular. El virus comenzará entonces a desenrollarse y se formará una molécula de ADN bicatenario lineal a partir del genoma de ARN monocatenario(+) a través de la transcripción inversa. La enzima responsable de la transcripción inversa es la transcriptasa inversa . La membrana nuclear del huésped se desmonta durante la mitosis y el ADN bicatenario viral puede ingresar al núcleo del huésped. El ADN bicatenario viral se integra luego en el genoma de la célula huésped a través de la integrasa viral, una enzima que permite la integración del ADN viral en el ADN del huésped. El virus ahora se conoce como provirus , lo que significa que el ADN del gammaretrovirus se ha integrado en el genoma de la célula huésped y ahora es la plantilla para la formación del ARNm viral y el ARN genómico. El ADN bicatenario se transcribe por Pol II y producirá cadenas de ARN empalmadas y no empalmadas, estas cadenas de ARN empalmadas abandonarán el núcleo de la célula huésped. La traducción del ARN viral no empalmado produce poliproteínas env, gag y gag-pol. La env se convierte en un precursor polipeptídico y se escinde para producir una superficie de unión al receptor. A continuación, el virión se ensambla en la membrana de la célula huésped y se empaqueta el genoma del ARN viral. Los viriones brotan de la membrana plasmática y se liberan en el huésped. Después de que los viriones se liberan de las células huésped, el proceso se repite en la siguiente célula con la que se topa la partícula viral activa. [6] [17]
Los brotes de gammaretrovirus son comunes en los koalas. De hecho, se han relacionado con el síndrome de inmunodeficiencia del koala (KIDS), que es similar al síndrome de inmunodeficiencia humana. El síndrome de inmunodeficiencia del koala afecta al sistema inmunológico de varias poblaciones de koalas, lo que los hace más propensos a infectarse con enfermedades o a ser diagnosticados con cáncer. Al igual que el VIH, el síndrome de inmunodeficiencia del koala puede transmitirse a la descendencia, así como a otros koalas o especies de animales. El virus es común en los koalas cautivos. De hecho, en una población de koalas cautivos en Queensland, el 80% de las muertes están relacionadas con gammaretrovirus. Esta colonia está en alerta máxima de que sus poblaciones de koalas podrían extinguirse en un futuro cercano, y los investigadores están preocupados por la posibilidad de que estalle una epidemia en Queensland. [18] [19]
Se han descubierto y suministrado vacunas contra diversos gammaretrovirus. Namibia alberga la mayor población de guepardos salvajes del mundo, lo que la convierte en una población vital para comprender la biología y el comportamiento natural de esta especie. En junio de 2002, los investigadores comenzaron a realizar pruebas en animales para detectar la presencia del virus de la leucemia felina, ya que surgió la preocupación de que la infección viral pudiera causar un problema de salud importante en la población de guepardos de Namibia. A través de estas pruebas, se recogieron anticuerpos para desarrollar una vacuna contra el virus de la leucemia felina. Esta vacuna ha demostrado ser exitosa en los guepardos de Namibia, ya que el 86% de los guepardos vacunados dieron positivo para los anticuerpos del virus de la leucemia felina. Con un porcentaje tan alto de vacunados, los guepardos están en una condición en la que hay más que suficiente población vacunada para prevenir un brote de un gammaretrovio como el virus de la leucemia felina. [20]
Junto con las vacunas, la restricción del hospedador de gammaretrovirus y otros tipos de retrovirus es común entre los animales. Muchos hospedadores tienen un gen que bloquea el ciclo de replicación de los retrovirus, incluido el gammaretrovirus. Este gen se descubrió utilizando una proteína no virulenta del virus de la leucemia murina. Esta proteína bloqueará la replicación de algunas cepas del virus de la leucemia murina después de la transcripción inversa. La restricción del virus depende de la interacción de la proteína y el virus invasor. [ cita requerida ]
