El retrovirus ovino silvestre ( JSRV ) es un betaretrovirus que es el agente causante de un cáncer de pulmón contagioso en las ovejas, llamado adenocarcinoma pulmonar ovino .
El JSRV es el virus que causa los tumores pulmonares contagiosos en las ovejas llamados adenocarcinoma pulmonar ovino (OPA). La enfermedad también se ha denominado "jaagsiekte", a partir de las palabras afrikáans para "perseguir" ( jaag ) y "enfermedad" ( siekte ), para describir la dificultad respiratoria que se observa en un animal sin aliento después de ser perseguido, lo que indica la dificultad para respirar que experimentan las ovejas infectadas. La transmisión del virus se produce a través de la propagación por aerosol entre ovejas. [ cita requerida ]
La forma infecciosa exógena del JSRV tiene una contraparte endógena que está presente en los genomas de todas las ovejas y cabras. [1] El genoma de las ovejas tiene alrededor de 27 copias de retrovirus endógenos (enJSRV) que están estrechamente relacionados con el JSRV. El JSRV endógeno tiene varias funciones en la evolución de las ovejas domésticas, ya que puede bloquear el ciclo de replicación del JSRV y desempeñar un papel fundamental en el desarrollo del concepto de las ovejas y la morfogénesis placentaria . [2]
Aunque el OPA se parece al cáncer de pulmón humano, no se sabe que el cáncer de pulmón humano sea causado por betaretrovirus . [3] Aunque se ha eliminado la posibilidad de una causa viral en el cáncer broncoalveolar, comprender los mecanismos moleculares que conducen a la transformación de los epitelios pulmonares por JSRV puede ser de interés en el contexto de los enfoques terapéuticos en los cánceres de pulmón humanos en general y en el adenocarcinoma broncoalveolar (BAC) en particular. [4]
El JSRV pertenece a la familia Retroviridae , a la subfamilia Orthoretrovirinae y al género Betaretrovirus . [ cita requerida ]
El JSRV se transmite por vía respiratoria y también puede infectar a los linfocitos y células mieloides , además del epitelio pulmonar. La expresión de la proteína de la envoltura del JSRV activa cascadas de señalización que promueven la proliferación celular y la transformación maligna de las células. Inicialmente, las células tumorales crecen a lo largo de las paredes alveolares en un patrón que recuerda al BAC humano, pero posteriormente se vuelven más invasivas y hacen metástasis en los ganglios linfáticos locales . Los tumores más grandes pueden ser necróticos y fibromatosos en su centro. A medida que el tumor crece, la producción de líquido en el pulmón aumenta y es probable que esto promueva la propagación del virus a otras ovejas. Solo cuando el tumor alcanza un tamaño lo suficientemente grande como para comprometer la función pulmonar, aparecen los signos clínicos. Es fundamental que la mayoría de los animales infectados en áreas endémicas nunca muestren signos externos de infección, pero pueden estar eliminando el virus, lo que promueve la introducción inadvertida de la enfermedad en rebaños previamente no afectados y en nuevas áreas geográficas. [5]
El genoma del virus exógeno tiene 7462 bases y tiene la disposición genómica clásica "gag", "pol", "env" y está flanqueado por una repetición terminal larga (LTR) en cada extremo. Hay 4 genes que codifican las proteínas estructurales virales. Son "gag", que codifica las proteínas estructurales internas del virión que comprenden "matriz" (MA), "cápside" (CA) y "nucleocápside" (NC); "pro", que codifica una proteasa aspártica (PR); "pol", que codifica las enzimas "RT" e "integrasa" (IN); y "env", que codifica las glicoproteínas de la envoltura "superficial" (SU) y "transmembrana" (TM) . Las proteínas virales se sintetizan inicialmente como grandes precursores y luego se procesan en proteínas maduras por escisión proteolítica . [5] Se observó un marco de lectura abierto (ORF) adicional en el genoma viral y se ha llamado orfX y su función no está definida. [1]
La unión inicial del JSRV a su célula diana se produce mediante la unión de la subunidad SU de la glicoproteína Env a una molécula receptora de superficie celular específica, "Hyal2". La entrada del núcleo del JSRV en el citoplasma activa la transcripción inversa , durante la cual el genoma de ARN monocatenario se convierte en una forma de ADN bicatenario y se integra como un provirus en el huésped. Tras la integración, la expresión del ARN del JSRV a partir del promotor viral en la LTR está controlada por la máquina transcripcional del huésped. Tras la transcripción y la traducción del genoma viral, el nuevo virus progenie se ensambla en la membrana plasmática y se desprende de la célula huésped adquiriendo una envoltura lipídica y sus glicoproteínas "env". Tras la liberación de la célula, las poliproteínas "Gag"-"Pro"-"Pol" se escinden en sus formas maduras por la proteasa . Este paso de maduración es esencial para la formación de partículas infecciosas . [5]
El receptor celular del JSRV es la hialuronidasa 2 (Hyal2), una proteína anclada en la glucofosfatidilinol (GPI) que pertenece a la familia de las hialuronidasas . En general, los retrovirus oncogénicos provocan la transformación de las células huésped principalmente por activación insercional de un protooncogén huésped en un oncogén . Pero el JSRV es diferente en este aspecto ya que su glucoproteína de envoltura ("env") por sí misma es un oncogén y se ha demostrado que esta única proteína es necesaria y suficiente para inducir tumores pulmonares en ovejas. [6] A diferencia de la mayoría de los retrovirus , la entrada del JSRV en la célula huésped depende del pH. Por lo tanto, el JSRV oncogénico ha tomado prestadas características de los virus tanto dependientes como independientes del pH para la entrada, lo que implica tanto la unión al receptor como un pH bajo para la transformación por fusión de las células huésped. [7]
Una característica importante de la infección por JSRV es la ausencia de una respuesta inmunitaria específica del huésped. Una explicación probable es que las ovejas son inmunológicamente tolerantes a los antígenos de JSRV debido a la expresión de proteínas endógenas de JSRV estrechamente relacionadas en el timo fetal durante el desarrollo de los linfocitos T y cualquier célula T reactiva a JSRV debería ser reconocida como "anti-auto" y eliminada selectivamente. Otra hipótesis es que las células tumorales regulan negativamente su expresión de clase I de histocompatibilidad mayor, lo que posiblemente sea la razón de la ausencia de cualquier respuesta de células T citotóxicas (CTL) específica del virus. [5]
Durante la evolución, el genoma de la oveja incorporó partes del retrovirus de la oveja Jaagksiete, ahora conocido como retrovirus endógeno de la oveja Jaagsiekte (enJSRV). [8] Hay 27 copias conocidas de enJSRV en el genoma de la oveja, de las cuales cinco muestran secuencias intactas que se encuentran en todos los retrovirus . [2] [9] Estas parecen haber sido adoptadas por el genoma de la oveja ya que enJSRV ayuda al desarrollo placentario y proporciona protección contra retrovirus similares. [8] [9] Los ensayos in vitro han encontrado que enJSRV hace esto bloqueando varias etapas del ciclo de replicación viral . [2] [9] [10] Un ejemplo de esta protección se ve en el epitelio endometrial ovino donde la alta expresión de enJSVR evita que el JSVR exógeno entre en las células al bloquear el receptor común a ambos, HYAL2. [9] Sin embargo, el virus Jaagsiekte a veces puede mutar para superar esta protección, y hay evidencia de que esto ha ocurrido en los últimos 200 años. [8] También hay indicios de que la endogenización del virus Jaagsiekte todavía ocurre hoy en día. [2]
En las ovejas, los enJSRV se expresan en gran medida en los epitelios que recubren diferentes tejidos reproductivos, incluida la vagina , el útero y el oviducto . El ARN de los enJSRV se detecta por primera vez en el concepto el día 12. [11] Los experimentos han encontrado que la envoltura del enJSRV regula el crecimiento y la diferenciación del trofoblasto dentro del concepto periimplantacional . [12] Se descubrió que los enJSRV se expresan en las células del trofoectodermo de la placenta. Su expresión coincide con los eventos clave de la elongación del concepto y el inicio de la diferenciación de las células gigantes binucleadas (BNC) del trofoblasto . [11] Además, se observó que una inyección de morfolinos (un inhibidor de la producción de la envoltura del enJSRV) en los úteros de ovejas preñadas el día 8 de gestación resultó en una elongación reducida del concepto y una inhibición de la diferenciación de las BNC gigantes del trofoblasto. [11] La elongación del concepto de la oveja es un proceso esencial, ya que da lugar a la producción de interferón tau (IFNT), que es una señal de reconocimiento del embarazo necesaria para la supervivencia del concepto. [13] Esto estimula tanto al cuerpo lúteo para que siga secretando progesterona como el inicio de la implantación . [13] Tras la inyección de morfolinos, se observó que la pérdida del embarazo se produjo 12 días después. [12] Este trabajo apoya la hipótesis de que los enJSRV son cruciales en la reproducción de las ovejas y la morfogénesis placentaria . [ cita requerida ]
La hialuronidasa 2 (HYAL2) actúa como receptor de la superficie celular tanto para la envoltura exógena como para la endógena del JSRV (env). El ARNm de HYAL2 se puede detectar en las células BNC y en los sincitios multinucleados de los placentomas de las ovejas durante el embarazo, pero no en las células del trofectodermo ni en ninguna célula del endometrio. [12] El análisis de hibridación in situ reveló que el ARNm de HYAL2 solo se detectó en las células binucleadas y en las placas sincitiales multinucleadas. [10] Se plantea la hipótesis de que las interacciones de enJSRV con HYAL2 son vitales para el crecimiento y la diferenciación placentaria. [11] Aunque el mecanismo celular y molecular aún no está claro, es evidente que tiene un papel en la protección del útero contra la infección viral y la morfogénesis placentaria. [10]
La coexpresión de la envoltura de enJSRV y HYAL2 en los mismos tipos de células respalda la hipótesis de que HYAL2 se une a la envoltura de enJSRV en las células binucleadas y promueve su fusión en sincitios multinucleados. [8]
De interés para la fisiología comparativa es que la presencia de la expresión de la proteína de envoltura de enJSRV en la placenta de oveja en desarrollo es muy similar a la observada para la sincitina en humanos y ratones. [14] Durante la formación del sinciciotrofoblasto de placenta humana , por fusión de citotrofoblastos mononucleares , las sincitinas humanas se expresan específicamente. Las sincitinas son fusogénicas cuando se expresan in vitro , lo que apoya la hipótesis de que están involucradas en la morfogénesis placentaria. [8] Estas observaciones apoyan la teoría de que una antigua infección retroviral tuvo consecuencias importantes para la evolución de los mamíferos . [8] La participación del betaretrovirus enJSRV en los trofoblastos del concepto de oveja argumenta además a favor de su participación en la placentación de ovejas. [8]
Las investigaciones sobre los retrovirus endógenos respaldan la idea de que pueden desempeñar papeles críticos en el crecimiento del embrión, la diferenciación placentaria y la fusión celular en los mamíferos. Los aspectos morfológicos de la diferenciación de células binucleadas en rumiantes como las ovejas están bien caracterizados, pero los mecanismos no están bien definidos, aunque la evidencia muestra que el ARN de enJSRV y el ARNm de HYAL2 se coexpresan en las células binucleadas y en los sinciciotrofoblastos multinucleados durante la gestación. [ cita requerida ]