El virus vaccinia ( VACV o VV ) [a] es un virus grande, complejo y con envoltura que pertenece a la familia de los poxvirus . [3] Tiene un genoma de ADN bicatenario lineal de aproximadamente 190 kbp de longitud, que codifica aproximadamente 250 genes . Las dimensiones del virión son aproximadamente 360 × 270 × 250 nm , con una masa de aproximadamente 5-10 fg . [4] El virus vaccinia es la fuente de la vacuna moderna contra la viruela , que la Organización Mundial de la Salud (OMS) utilizó para erradicar la viruela en una campaña de vacunación mundial en 1958-1977. Aunque la viruela ya no existe en la naturaleza, el virus vaccinia todavía es estudiado ampliamente por los científicos como una herramienta para la terapia génica y la ingeniería genética .
La viruela había sido una enfermedad humana endémica que tenía una tasa de mortalidad del 30%. En 1796, el médico británico Edward Jenner demostró que una infección con el virus relativamente leve de la viruela bovina también confería inmunidad a la viruela mortal. Jenner se refirió a la viruela bovina como variolae vaccinae (viruela de la vaca). Sin embargo, los orígenes de la vacuna contra la viruela se volvieron turbios con el tiempo, [5] especialmente después de que Louis Pasteur desarrollara técnicas de laboratorio para crear vacunas en el siglo XIX. Allan Watt Downie demostró en 1939 que la vacuna moderna contra la viruela era serológicamente distinta de la viruela bovina, [6] y la vaccinia fue posteriormente reconocida como una especie viral separada. La secuenciación del genoma completo ha revelado que la vaccinia está más estrechamente relacionada con la viruela equina , y las cepas de viruela bovina encontradas en Gran Bretaña son las menos relacionadas con la vaccinia . [7]
El virus vaccinia está estrechamente relacionado con el virus que causa la viruela bovina ; históricamente, a menudo se consideraba que los dos eran uno y el mismo. [9] El origen preciso del virus vaccinia es desconocido debido a la falta de mantenimiento de registros, ya que el virus se cultivó y se pasó repetidamente en laboratorios de investigación durante muchas décadas. [10] La noción más común es que el virus vaccinia, el virus de la viruela bovina y el virus variola (el agente causante de la viruela) se derivaron de un virus ancestral común. También se especula que el virus vaccinia se aisló originalmente de los caballos , [9] y el análisis del ADN de una muestra temprana (1902) de vacuna contra la viruela mostró que era 99,7% similar al virus de la viruela equina. [11]
Virología
Los poxvirus son únicos entre los virus de ADN porque se replican solo en el citoplasma de la célula huésped , fuera del núcleo . [12] Por lo tanto, se requiere el gran genoma para codificar varias enzimas y proteínas involucradas en la replicación del ADN viral y la transcripción genética . Durante su ciclo de replicación, VV produce cuatro formas infecciosas que difieren en sus membranas externas : virión maduro intracelular (IMV), el virión con envoltura intracelular (IEV), el virión con envoltura asociado a la célula (CEV) y el virión con envoltura extracelular (EEV). [13] Aunque el tema sigue siendo polémico, la opinión predominante es que el IMV consiste en una sola membrana de lipoproteína , mientras que el CEV y el EEV están rodeados por dos capas de membrana y el IEV tiene tres envolturas. El IMV es la forma infecciosa más abundante y se cree que es responsable de la propagación entre huéspedes. Por otro lado, se cree que el CEV juega un papel en la propagación de célula a célula y se piensa que el EEV es importante para la diseminación de largo alcance dentro del organismo huésped. [ cita requerida ]
Reactivación de multiplicidad
El virus vaccinia es capaz de experimentar reactivación por multiplicidad (MR). [14] La MR es el proceso por el cual dos o más genomas de virus que de otro modo contendrían daños letales interactúan dentro de una célula infectada para formar un genoma de virus viable. Abel [14] descubrió que los virus vaccinia expuestos a dosis de luz ultravioleta suficientes para prevenir la formación de progenie cuando partículas de virus individuales infectaban células de embrión de pollo hospedador, aún podían producir virus de progenie viables cuando las células hospedadoras eran infectadas por dos o más de estos virus inactivados; es decir, podía producirse MR. Kim y Sharp demostraron la MR del virus vaccinia después del tratamiento con luz ultravioleta, [15] mostaza nitrogenada, [16] y rayos X o rayos gamma. [17] Michod et al. [18] revisaron numerosos ejemplos de MR en diferentes virus y sugirieron que la MR es una forma común de interacción sexual en los virus que proporciona la ventaja de la reparación recombinatoria de los daños del genoma. [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ]
Resistencia del huésped
La vacuna contiene en su genoma genes de varias proteínas que confieren al virus resistencia a los interferones :
K3L ( P18378 ) es una proteína con homología con la proteína factor de iniciación eucariota 2 (eIF-2alpha). La proteína K3L inhibe la acción de PKR , un activador de interferones. [19]
E3L ( P21605 ) es otra proteína codificada por Vaccinia. E3L también inhibe la activación de PKR y también es capaz de unirse al ARN bicatenario. [19]
B18R es una proteína que actúa como inhibidor del interferón en una de las tecnologías de Moderna . [20]
Uso como vacuna
Lugar de una inyección de vacuna, varios días después.
La infección por el virus vaccinia es generalmente muy leve y no suele causar síntomas en personas sanas, aunque puede causar sarpullido y fiebre . Las respuestas inmunitarias generadas por una infección por el virus vaccinia protegen a la persona contra una infección letal por viruela . Por esta razón, el virus vaccinia se utilizó, y todavía se utiliza, como vacuna de virus vivo contra la viruela. A diferencia de las vacunas que utilizan formas debilitadas del virus contra el que se vacuna, la vacuna contra el virus vaccinia no puede causar una infección por viruela porque no contiene el virus de la viruela. Sin embargo, ocasionalmente surgen ciertas complicaciones y/o efectos adversos de la vacuna. La probabilidad de que esto suceda aumenta significativamente en personas inmunodeprimidas . Aproximadamente 1 a 2 personas de cada 1 millón de personas vacunadas podrían morir como resultado de reacciones potencialmente mortales a la vacuna . [21] La tasa de miopericarditis con ACAM2000 es de 5,7 por 1000 de los vacunados primarios. [22]
La vacuna también se utiliza en vacunas recombinantes , como vector para la expresión de genes extraños dentro de un huésped, con el fin de generar una respuesta inmunitaria. Otros virus de la viruela también se utilizan como vacunas recombinantes vivas. [25]
Historia
La vacuna original contra la viruela, y el origen de la idea de la vacunación, fue Cowpox , descrita por Edward Jenner en 1798. El término latino utilizado para Cowpox fue Variolae vaccinae , la propia traducción de Jenner de "viruela de la vaca". Ese término prestó su nombre a toda la idea de la vacunación. [26] Cuando se advirtió que el virus utilizado en la vacunación contra la viruela no era, o ya no era, el mismo virus de la viruela bovina, se utilizó el nombre "vaccinia" para el virus de la vacuna contra la viruela. (Véase OED.) La potencia y eficacia de la vacuna antes de la invención de los métodos de transporte refrigerados no eran fiables. La vacuna se volvería impotente con el calor y la luz solar, y el método de secar muestras en púas y enviarlas a países necesitados a menudo daba como resultado una vacuna inactiva. Otro método empleado era el método "brazo a brazo". Esto implicaba vacunar a un individuo y luego transferir la vacuna a otro tan pronto como se formaba la pústula infecciosa, luego a otro, etc. Este método se utilizó como una forma de transporte vivo de la vacuna y generalmente empleaba huérfanos como portadores. Sin embargo, este método era problemático debido a la posibilidad de propagar otras enfermedades de la sangre, como la hepatitis y la sífilis, como fue el caso en 1861, cuando 41 niños italianos contrajeron sífilis después de ser vacunados con el método "brazo a brazo". [27] Henry Austin Martin introdujo un método para la producción de vacunas a partir de terneros. [28]
En 1913, E. Steinhardt, C. Israeli y RA Lambert cultivaron el virus vaccinia en fragmentos de cultivo de tejido corneal de cerdo . [29]
Vacuna contra la viruela estadounidense de la década de 1950, producida por la National Drug Company en Filadelfia a partir de vaccinia [30]
Un artículo publicado en 1915 por Fredrick W. Twort, un estudiante de Willian Bulloch, se considera el comienzo de la investigación moderna sobre fagos. Estaba intentando cultivar el virus vaccinia en un medio de agar en ausencia de células vivas cuando notó que muchas colonias de micrococos contaminantes crecían y tenían un aspecto mucoide, acuoso o vítreo, y esta transformación podía inducirse en otras colonias mediante la inoculación de la colonia fresca con material de la colonia acuosa. Utilizando un microscopio, observó que las bacterias se habían degenerado en pequeños gránulos que se tiñeron de rojo con la tinción de Giemsa . Concluyó que "... [el agente de transformación] casi podría considerarse como una enfermedad infecciosa aguda de los micrococos". [31]
En 1939, Allan Watt Downie demostró que las vacunas contra la viruela que se utilizaban en el siglo XX y el virus de la viruela vacuna no eran lo mismo, sino que estaban inmunológicamente relacionados. [6] [32]
2000-presente
En marzo de 2007, un niño de 2 años de Indiana y su madre contrajeron una infección potencialmente mortal por vaccinia del padre del niño. [33] El niño desarrolló la erupción reveladora en el 80 por ciento de su cuerpo después de entrar en contacto cercano con su padre, que fue vacunado contra la viruela antes de ser enviado al extranjero por el ejército de los Estados Unidos . El ejército de los Estados Unidos reanudó las vacunaciones contra la viruela en 2002. El niño adquirió la infección debido al eczema , que es un factor de riesgo conocido para la infección por vaccinia. El niño fue tratado con inmunoglobulina intravenosa , cidofovir y Tecovirimat (ST-246), un fármaco (entonces) experimental desarrollado por SIGA Technologies . [34] El 19 de abril de 2007, fue enviado a casa sin efectos posteriores, excepto por posibles cicatrices en la piel. [33]
En 2010, los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) informaron que una mujer en Washington había contraído la infección por el virus vaccinia después de un contacto vaginal digital con su novio, un miembro del ejército que había sido vacunado recientemente contra la viruela. La mujer tenía antecedentes de eczema en la infancia, pero no había presentado síntomas en la edad adulta. Los CDC indicaron que tenían conocimiento de cuatro casos similares en los 12 meses anteriores de infección por el virus vaccinia después del contacto sexual con un miembro del ejército que había sido vacunado recientemente. [35] En 2012 se produjeron otros casos, también en pacientes con antecedentes de eczema. [36]
Cepas comunes
Esta es una lista de algunas de las cepas de vaccinia bien caracterizadas que se utilizan para la investigación y la vacunación. [ cita requerida ]
Lister (también conocida como Elstree): cepa vacunal inglesa utilizada por Leslie Collier para desarrollar una vacuna termoestable en forma de polvo. Utilizada como base para la producción de vacunas durante la Campaña de Erradicación de la Viruela de la Organización Mundial de la Salud (SEC)
Dryvax (también conocida como "Wyeth"): cepa de vacuna utilizada anteriormente en Estados Unidos , producida por Wyeth . Utilizada en la SEC, fue reemplazada en 2008 [37] por ACAM2000 (ver más abajo), producida por Acambis. Se producía como preparaciones de linfa de ternera que se liofilizaba y se trataba con antibióticos.
EM63: Cepa rusa utilizada en la SEC
ACAM2000 : La cepa que se utiliza actualmente en los EE. UU., producida por Acambis. ACAM2000 se derivó de un clon de un virus Dryvax mediante purificación de placa . Se produce en cultivos de células Vero .
Vaccinia Ankara modificada (también conocida como MVA): cepa altamente atenuada (no virulenta) creada al pasar el virus vaccinia cientos de veces en fibroblastos de embriones de pollo . A diferencia de otras cepas de vaccinia, no enferma a ratones inmunodeficientes y, por lo tanto, puede ser más segura para usar en humanos que tienen sistemas inmunológicos más débiles debido a que son muy jóvenes, muy viejos, tienen VIH/SIDA , etc.
LC16m8: una cepa atenuada desarrollada y utilizada actualmente en Japón
CV-1: una cepa atenuada desarrollada en Estados Unidos y utilizada allí a fines de la década de 1960 y principios de la de 1970.
^ El Comité Internacional de Taxonomía de Virus actualizó los nombres de las especies taxonómicas en junio de 2024, y el virus Vaccinia pasó a llamarse Orthopoxvirus vaccinia . [2]
Referencias
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