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Ortomixovirus

Orthomyxoviridae (del griego antiguo ὀρθός (orthós)  'recto' y μύξα (mýxa)  'moco') [1] es una familia de virus ARN de sentido negativo . Incluye siete géneros : Alphainfluenzavirus , Betainfluenzavirus , Gammainfluenzavirus , Deltainfluenzavirus , Isavirus , Thogotovirus y Quaranjavirus . Los primeros cuatro géneros contienen virus que causan influenza en aves (ver también influenza aviar ) y mamíferos , incluidos los humanos. Los isavirus infectan al salmón ; los thogotovirus son arbovirus , que infectan vertebrados e invertebrados (como garrapatas y mosquitos ). [2] [3] [4] Los Quaranjavirus también son arbovirus , que infectan vertebrados (aves) e invertebrados ( artrópodos ).

Los cuatro géneros del virus de la influenza que infectan a los vertebrados, que se identifican por diferencias antigénicas en su nucleoproteína y proteína matriz , son los siguientes:

Estructura

Estructura del virus de la influenza A

El virión del virus de la influenza es pleomórfico ; la envoltura viral puede presentarse en formas esféricas y filamentosas. En general, la morfología del virus es elipsoidal con partículas de 100 a 120  nm de diámetro, o filamentosa con partículas de 80 a 100 nm de diámetro y hasta 20 μm de largo. [5] Hay aproximadamente 500 proyecciones superficiales distintas en forma de espiga en la envoltura, cada una de las cuales se proyecta a 10 a 14 nm de la superficie con densidades superficiales variables. La espiga de la glucoproteína principal (HA) está interpuesta irregularmente por grupos de espigas de neuraminidasa (NA), con una relación de HA a NA de aproximadamente 10 a 1. [6]

La envoltura viral, compuesta por una membrana de bicapa lipídica en la que se anclan las espigas de glicoproteínas, encierra las nucleocápsides , nucleoproteínas de diferentes clases de tamaño con un bucle en cada extremo; la disposición dentro del virión es incierta. Las proteínas ribonucleares son filamentosas y miden entre 50 y 130 nm de largo y entre 9 y 15 nm de diámetro con simetría helicoidal. [ cita requerida ]

Genoma

Genomas del virus de la influenza. Los segmentos se traducen en polimerasa (PB1, PB2 y PA), hemaglutinina (HA), neuramindasa (NA), nucleoproteína (NP), proteína de membrana (M) y proteína no estructural (NS).

Los virus de la familia Orthomyxoviridae contienen de seis a ocho segmentos de ARN monocatenario lineal de sentido negativo . Tienen una longitud total del genoma de entre 10.000 y 14.600 nucleótidos (nt). [7] El genoma de la gripe A, por ejemplo, tiene ocho fragmentos de ARN de sentido negativo segmentado (13,5 kilobases en total). [8]

Las proteínas del virus de la influenza mejor caracterizadas son la hemaglutinina y la neuraminidasa , dos grandes glicoproteínas que se encuentran en el exterior de las partículas virales. La hemaglutinina es una lectina que media la unión del virus a las células diana y la entrada del genoma viral en la célula diana. [9] Por el contrario, la neuraminidasa es una enzima involucrada en la liberación del virus progenie de las células infectadas, al escindir los azúcares que se unen a las partículas virales maduras. Las proteínas hemaglutinina (H) y neuraminidasa (N) son objetivos clave para los anticuerpos y los medicamentos antivirales, [10] [11] y se utilizan para clasificar los diferentes serotipos de los virus de la influenza A, de ahí la H y la N en H5N1 .

La secuencia del genoma tiene secuencias repetidas terminales; repetidas en ambos extremos. Las repeticiones terminales en el extremo 5' tienen una longitud de 12 a 13 nucleótidos. Las secuencias de nucleótidos del extremo 3' son idénticas; las mismas en géneros de la misma familia; la mayoría en el ARN (segmentos) o en todas las especies de ARN. Las repeticiones terminales en el extremo 3' tienen una longitud de 9 a 11 nucleótidos. El ácido nucleico encapsidado es exclusivamente genómico. Cada virión puede contener copias interferentes defectuosas. En la influenza A (H1N1), PB1-F2 se produce a partir de un marco de lectura alternativo en PB1. Los genes M y NS producen dos genes diferentes a través de un empalme alternativo . [12]

Ciclo de replicación

Infección y replicación del virus de la gripe. Los pasos de este proceso se describen en el texto.

Por lo general, la gripe se transmite de mamíferos infectados a través del aire mediante la tos o los estornudos, que crean aerosoles que contienen el virus, y de aves infectadas a través de sus excrementos . La gripe también puede transmitirse por saliva , secreciones nasales , heces y sangre . Las infecciones se producen a través del contacto con estos fluidos corporales o con superficies contaminadas. Fuera de un huésped, los virus de la gripe pueden seguir siendo infecciosos durante aproximadamente una semana a la temperatura corporal humana, más de 30 días a 0 °C (32 °F) e indefinidamente a temperaturas muy bajas (como los lagos del noreste de Siberia ). Pueden inactivarse fácilmente con desinfectantes y detergentes . [13] [14] [15]

Los virus se unen a una célula a través de interacciones entre su glucoproteína hemaglutinina y azúcares de ácido siálico en las superficies de las células epiteliales en el pulmón y la garganta (Etapa 1 en la figura de infección). [16] La célula importa el virus por endocitosis . En el endosoma ácido , parte de la proteína hemaglutinina fusiona la envoltura viral con la membrana de la vacuola, liberando las moléculas de ARN viral (ARNv), las proteínas accesorias y la ARN polimerasa dependiente de ARN en el citoplasma (Etapa 2). [17] Estas proteínas y el ARNv forman un complejo que se transporta al núcleo celular , donde la ARN polimerasa dependiente de ARN comienza a transcribir el ARNc de sentido positivo complementario (Pasos 3a y b). [18] El ARNc se exporta al citoplasma y se traduce (paso 4), o permanece en el núcleo. Las proteínas virales recién sintetizadas se secretan a través del aparato de Golgi hacia la superficie celular (en el caso de la neuraminidasa y la hemaglutinina, paso 5b) o se transportan de regreso al núcleo para unirse al ARNv y formar nuevas partículas del genoma viral (paso 5a). Otras proteínas virales tienen múltiples acciones en la célula huésped, incluida la degradación del ARNm celular y el uso de los nucleótidos liberados para la síntesis del ARNv y también la inhibición de la traducción de los ARNm de la célula huésped. [19]

Los ARNv de sentido negativo que forman los genomas de los futuros virus, la ARN transcriptasa dependiente de ARN y otras proteínas virales se ensamblan en un virión. Las moléculas de hemaglutinina y neuraminidasa se agrupan en una protuberancia en la membrana celular. El ARNv y las proteínas del núcleo viral abandonan el núcleo y entran en esta protuberancia de la membrana (paso 6). El virus maduro se desprende de la célula en una esfera de membrana fosfolipídica del huésped, adquiriendo hemaglutinina y neuraminidasa con esta capa de membrana (paso 7). [20] Como antes, los virus se adhieren a la célula a través de la hemaglutinina; los virus maduros se desprenden una vez que su neuraminidasa ha escindido los residuos de ácido siálico de la célula huésped. [16] Después de la liberación del nuevo virus de la gripe, la célula huésped muere.

Transcripción de ARNm iniciada por la polimerasa viral mediante el método cap snatching

Los virus Orthomyxoviridae son uno de los dos virus de ARN que se replican en el núcleo (el otro es Retroviridae ). Esto se debe a que la maquinaria de los virus Orthomyxo no puede producir sus propios ARNm. Utilizan ARN celulares como cebadores para iniciar la síntesis de ARNm viral en un proceso conocido como arrebato de capuchón . [21] Una vez en el núcleo, la proteína ARN polimerasa PB2 encuentra un pre-ARNm celular y se une a su extremo con capuchón 5'. Luego, la ARN polimerasa PA escinde el ARNm celular cerca del extremo 5' y utiliza este fragmento con capuchón como cebador para transcribir el resto del genoma del ARN viral en ARNm viral. [22] Esto se debe a la necesidad de que el ARNm tenga un capuchón 5' para ser reconocido por el ribosoma de la célula para la traducción.

Como no existen enzimas correctoras de ARN , la transcriptasa de ARN dependiente de ARN comete un error de inserción de un solo nucleótido aproximadamente cada 10 mil nucleótidos, que es la longitud aproximada del ARNv de la gripe. Por lo tanto, casi todos los virus de la gripe recién fabricados contendrán una mutación en su genoma. [23] La separación del genoma en ocho segmentos separados de ARNv permite la mezcla ( reassortment ) de los genes si más de una variedad del virus de la gripe ha infectado la misma célula ( superinfección ). La alteración resultante en los segmentos del genoma empaquetados en la progenie viral confiere un nuevo comportamiento, a veces la capacidad de infectar nuevas especies hospedadoras o de superar la inmunidad protectora de las poblaciones hospedadoras a su antiguo genoma (en cuyo caso se denomina cambio antigénico ). [10]

Clasificación

En una taxonomía basada en la filogenética , la categoría de virus ARN incluye la subcategoría de virus ARN monocatenario de sentido negativo , que incluye el orden Articulavirales y la familia Orthomyxoviridae . Las especies y serotipos asociados a los géneros de Orthomyxoviridae se muestran en la siguiente tabla.

Tipos

Existen cuatro géneros de virus de la gripe, cada uno de los cuales contiene una única especie o tipo. Los virus de la gripe A y C infectan a una variedad de especies (incluidos los seres humanos), mientras que los de la gripe B infectan casi exclusivamente a los seres humanos y los de la gripe D infectan al ganado vacuno y a los cerdos. [26] [27] [28]

Gripe A

Diagrama de nomenclatura de la influenza

Los virus de la influenza A se clasifican además según las proteínas de superficie virales hemaglutinina (HA o H) y neuraminidasa (NA o N). Se han aislado en la naturaleza 18 subtipos HA (o serotipos) y 11 subtipos NA del virus de la influenza A. Entre ellos, los subtipos HA 1-16 y NA 1-9 se encuentran en aves acuáticas y playeras silvestres, y los subtipos HA 17-18 y NA 10-11 solo se han aislado de murciélagos. [29] [30]

Existe una variación adicional; por lo tanto, los aislamientos de cepas de influenza específicas se identifican mediante la nomenclatura del virus de la influenza, [31] especificando el tipo de virus, la especie huésped (si no es humana), la ubicación geográfica donde se aisló por primera vez, la referencia de laboratorio, el año de aislamiento y los subtipos HA y NA. [32] [33]

Ejemplos de nomenclatura son:

  1. A/Brisbane/59/2007 (H1N1) - aislado de un ser humano
  2. A/cerdo/Dakota del Sur/152B/2009 (H1N2) - aislado de un cerdo

Los virus de influenza tipo A son los patógenos humanos más virulentos entre los tres tipos de influenza y causan la enfermedad más grave. Se cree que todos los virus de influenza A que causan brotes o pandemias se originan en aves acuáticas salvajes. [34] Todas las pandemias del virus de influenza A desde la década de 1900 fueron causadas por influenza aviar , a través de recombinación con otras cepas de influenza, ya sea aquellas que afectan a los humanos (gripe estacional) o aquellas que afectan a otros animales (ver pandemia de gripe porcina de 2009 ). [35] Los serotipos que se han confirmado en humanos , ordenados por el número de muertes humanas confirmadas, son:

Gripe B

Gama de hospedadores de los virus de la gripe

El virus de la influenza B es casi exclusivamente un patógeno humano y es menos común que la influenza A. El único otro animal conocido que es susceptible a la infección por influenza B es la foca . [47] Este tipo de influenza muta a una tasa 2-3 veces menor que el tipo A [48] y, en consecuencia, es menos diverso genéticamente, con solo un serotipo de influenza B. [26] Como resultado de esta falta de diversidad antigénica , un grado de inmunidad a la influenza B generalmente se adquiere a una edad temprana. Sin embargo, la influenza B muta lo suficiente como para que no sea posible una inmunidad duradera. [49] Esta tasa reducida de cambio antigénico, combinada con su rango limitado de hospedadores (inhibiendo el cambio antigénico entre especies ), asegura que no ocurran pandemias de influenza B. [50]

Gripe C

El virus de la influenza C infecta a humanos y cerdos , y puede causar enfermedades graves y epidemias locales . [51] Sin embargo, la influenza C es menos común que los otros tipos y generalmente causa una enfermedad leve en los niños. [52] [53]

Gripe D

Este es un género que fue clasificado en 2016, cuyos miembros fueron aislados por primera vez en 2011. [54] Este género parece estar más estrechamente relacionado con la influenza C, de la cual divergió hace varios cientos de años. [55] Hay al menos dos cepas existentes de este género. [56] Los principales huéspedes parecen ser el ganado, pero se sabe que el virus también infecta a los cerdos.

Viabilidad y desinfección

Los virus de la influenza de los mamíferos tienden a ser lábiles, pero pueden sobrevivir varias horas en el moco. [57] El virus de la influenza aviar puede sobrevivir durante 100 días en agua destilada a temperatura ambiente y 200 días a 17 °C (63 °F). El virus aviar se inactiva más rápidamente en el estiércol, pero puede sobrevivir hasta dos semanas en las heces de las jaulas. Los virus de la influenza aviar pueden sobrevivir indefinidamente cuando se congelan. [57] Los virus de la influenza son susceptibles a la lejía, al etanol al 70 %, a los aldehídos, a los agentes oxidantes y a los compuestos de amonio cuaternario. Se inactivan con calor de 133 °F (56 °C) durante un mínimo de 60 minutos, así como con un pH bajo <2. [57]

Vacunación y profilaxis

Objetivos de los agentes antigripales que están autorizados o bajo investigación

Existen vacunas y medicamentos para la profilaxis y el tratamiento de las infecciones por el virus de la gripe. Las vacunas están compuestas de viriones inactivados o vivos atenuados de los virus de la gripe A H1N1 y H3N2, así como de los virus de la gripe B. Debido a que las antigenicidades de los virus salvajes evolucionan, las vacunas se reformulan anualmente actualizando las cepas de siembra. [ cita requerida ]

Cuando las antigenicidades de las cepas de semillas y los virus salvajes no coinciden, las vacunas no protegen a los vacunados. [ cita requerida ] Además, incluso cuando coinciden, a menudo se generan mutantes de escape. [ cita requerida ]

Los fármacos disponibles para el tratamiento de la gripe incluyen amantadina y rimantadina , que inhiben la pérdida de la envoltura de los viriones al interferir con el canal de protones M2 , y oseltamivir (comercializado bajo la marca Tamiflu ), zanamivir y peramivir , que inhiben la liberación de viriones de las células infectadas al interferir con NA. Sin embargo, a menudo se generan mutantes de escape para el primer fármaco y con menor frecuencia para el segundo. [58]

Véase también

Referencias

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