Poxviridae es una familia de virus de ADN bicatenario. Los vertebrados y los artrópodos sirven como hospedadores naturales. Actualmente hay 83 especies en esta familia, divididas en 22 géneros, que se dividen en dos subfamilias. Entre las enfermedades asociadas a esta familia se encuentra la viruela . [1] [2]
Cuatro géneros de poxvirus pueden infectar a los humanos: Orthopoxvirus , Parapoxvirus , Yatapoxvirus y Molluscipoxvirus . Orthopoxvirus : virus de la viruela (variola), virus vaccinia , virus de la viruela bovina , virus Mpox ; Parapoxvirus : virus orf , pseudocowpox , virus de la estomatitis papular bovina ; Yatapoxvirus : virus tanapox , virus del tumor del mono yaba ; Molluscipoxvirus : virus del molusco contagioso (MCV). [3] Los más comunes son el vaccinia (observado en el subcontinente indio) [ cita requerida ] y el molusco contagioso, pero las infecciones por Mpox están aumentando (observadas en países con selva tropical de África occidental y central). La enfermedad de nombre similar, la varicela, no es un poxvirus verdadero y es causada por el herpesvirus varicela zóster .
El nombre de la familia, Poxviridae , es un legado de la agrupación original de virus asociados con enfermedades que producían viruela en la piel. La clasificación viral moderna se basa en características fenotípicas: morfología, tipo de ácido nucleico, modo de replicación, organismos hospedadores y el tipo de enfermedad que causan. El virus de la viruela sigue siendo el miembro más notable de la familia. [ cita requerida ]
Las enfermedades causadas por los virus de la viruela, especialmente la viruela, se conocen desde hace siglos. Uno de los primeros casos sospechosos es el del faraón egipcio Ramsés V, que se cree que murió de viruela alrededor de 1150 años antes de nuestra era. [4] [5] Se cree que la viruela se trasladó a Europa alrededor de principios del siglo VIII y luego a las Américas a principios del siglo XVI, lo que provocó la muerte de 3,2 millones de aztecas en los dos años siguientes a su introducción. Esta cifra de muertos se puede atribuir a la total falta de exposición de la población indígena al virus durante milenios. [ cita requerida ]
Un siglo después de que Edward Jenner demostrara que la viruela bovina, menos potente, podía utilizarse para vacunar eficazmente contra la viruela, más mortal, se inició un esfuerzo mundial para vacunar a todos contra la viruela, con el objetivo final de librar al mundo de esta epidemia similar a una plaga. [ cita requerida ] El último caso de viruela endémica ocurrió en Somalia en 1977. Las búsquedas exhaustivas durante dos años no detectaron más casos y, en 1979, la Organización Mundial de la Salud (OMS) declaró oficialmente erradicada la enfermedad. [ cita requerida ]
En 1986, todas las muestras de virus fueron destruidas o transferidas a dos laboratorios de referencia aprobados por la OMS: en la sede de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC) federales en Atlanta , Georgia (Estados Unidos) y en el Instituto de Preparaciones de Virus en Moscú. [6] Después de los ataques del 11 de septiembre de 2001, los gobiernos de Estados Unidos y el Reino Unido han aumentado la preocupación por el uso de la viruela, o una enfermedad similar a la viruela, en bioterrorismo. Sin embargo, varios poxvirus, incluido el virus vaccinia, el virus mixoma, el virus tanapox y el virus de la viruela del mapache, se están investigando actualmente por su potencial terapéutico en varios cánceres humanos en estudios preclínicos y clínicos. [7] [8] [9]
Las partículas virales de Poxviridae (viriones) generalmente tienen una envoltura (virión con envoltura externa), aunque la forma madura intracelular del virus, que contiene una envoltura diferente, también es infecciosa. Varían en su forma según la especie, pero generalmente tienen forma de ladrillo o de forma ovalada similar a un ladrillo redondeado porque están envueltos por el retículo endoplasmático. El virión es excepcionalmente grande, su tamaño es de alrededor de 200 nm de diámetro y 300 nm de longitud y lleva su genoma en un segmento de ADN lineal de doble cadena. [10] En comparación, los rinovirus son 1/10 del tamaño de un virión típico de Poxviridae . [11]
El análisis filogenético de 26 genomas diferentes de chordopoxvirus ha demostrado que la región central del genoma está conservada y contiene ~90 genes. [12] Los extremos terminales, en cambio, no se conservan entre especies. De este grupo, Avipoxvirus es el más divergente. El siguiente más divergente es Molluscipoxvirus. Los géneros Capripoxvirus, Leporipoxvirus, Suipoxvirus y Yatapoxvirus se agrupan juntos: Capripoxvirus y Suipoxvirus comparten un ancestro común y son distintos del género Orthopoxvirus. Dentro del género Othopoxvirus, la cepa Brighton Red del virus de la viruela de la vaca, el virus Ectromelia y el virus Mpox no se agrupan estrechamente con ningún otro miembro. El virus de la viruela del camello y el virus de la viruela del camello forman un subgrupo. El virus vaccinia es el más estrechamente relacionado con CPV-GRI-90. [ cita requerida ]
El contenido de GC de los genomas de los miembros de la familia difiere considerablemente. [13] Avipoxvirus, capripoxvirus, cervidpoxvirus, orthopoxvirus, suipoxvirus, yatapoxvirus y un género de Entomopox (Betaentomopoxvirus) junto con varios otros Entomopoxvirus no clasificados tienen un bajo contenido de G+C mientras que otros (Molluscipoxvirus, Orthopoxvirus, Parapoxvirus y algunos Chordopoxvirus no clasificados) tienen un contenido de G+C relativamente alto. Se desconocen las razones de estas diferencias. [ cita requerida ]
La replicación del poxvirus implica varias etapas. [14] El virus primero se une a un receptor en la superficie de la célula huésped; se cree que los receptores para el poxvirus son glicosaminoglicanos . [ cita requerida ] Después de unirse al receptor, el virus ingresa a la célula donde se desenvuelve. [ cita requerida ] El desenvolvimiento del virus es un proceso de dos pasos. [ cita requerida ] En primer lugar, se elimina la membrana externa cuando la partícula ingresa a la célula; en segundo lugar, la partícula del virus (sin la membrana externa) se fusiona con la membrana celular para liberar el núcleo en el citoplasma. [ cita requerida ] Los genes del virus de la viruela se expresan en dos fases. [ cita requerida ] Los genes tempranos codifican la proteína no estructural, incluidas las proteínas necesarias para la replicación del genoma viral, y se expresan antes de que se replique el genoma. [ cita requerida ] Los genes tardíos se expresan después de que se haya replicado el genoma y codifican las proteínas estructurales para formar la partícula del virus. [ cita requerida ] El ensamblaje de la partícula viral ocurre en cinco etapas de maduración que conducen a la exocitosis final del nuevo virión envuelto. [ cita requerida ] Después de que el genoma se ha replicado, el virión inmaduro ensambla la proteína A5 para crear el virión maduro intracelular. [ cita requerida ] La proteína se alinea y la envoltura en forma de ladrillo del virión envuelto intracelular. [ cita requerida ] Estas partículas luego se fusionan al plasma celular para formar el virión envuelto asociado a la célula, que encuentra los microtúbulos y se prepara para salir de la célula como un virión envuelto extracelular. [ cita requerida ] El ensamblaje de la partícula viral ocurre en el citoplasma de la célula y es un proceso complejo que actualmente se está investigando para comprender cada etapa con más profundidad. [ cita requerida ] Considerando el hecho de que este virus es grande y complejo, la replicación es relativamente rápida y demora aproximadamente 12 horas hasta que la célula huésped muere por la liberación de virus. [ cita requerida ]
La replicación del poxvirus es inusual para un virus con genoma de ADN bicatenario porque ocurre en el citoplasma, [15] aunque esto es típico de otros virus de ADN grandes. [16] El poxvirus codifica su propia maquinaria para la transcripción del genoma, una ARN polimerasa dependiente del ADN, [17] que hace posible la replicación en el citoplasma. La mayoría de los virus de ADN bicatenario requieren la ARN polimerasa dependiente del ADN de la célula huésped para realizar la transcripción. Estas polimerasas del huésped se encuentran en el núcleo y, por lo tanto, la mayoría de los virus de ADN bicatenario llevan a cabo una parte de su ciclo de infección dentro del núcleo de la célula huésped. [ cita requerida ]
No se conoce el ancestro de los poxvirus, pero estudios estructurales sugieren que podría haber sido un adenovirus o una especie relacionada tanto con los poxvirus como con los adenovirus. [18]
Basándose en la organización del genoma y el mecanismo de replicación del ADN, pueden existir relaciones filogenéticas entre los rudivirus ( Rudiviridae ) y los grandes virus de ADN eucariotas: el virus de la peste porcina africana ( Asfarviridae ), los virus Chlorella ( Phycodnaviridae ) y los poxvirus ( Poxviridae ). [19]
Se ha estimado que la tasa de mutación en los genomas del poxvirus es de 0,9 a 1,2 x 10 −6 sustituciones por sitio por año. [20] Una segunda estimación sitúa esta tasa en 0,5 a 7 × 10 −6 sustituciones de nucleótidos por sitio por año. [21] Una tercera estimación sitúa la tasa en 4 a 6 × 10 −6 . [22]
El último ancestro común de los poxvirus existentes que infectan a los vertebrados existió hace 0,5 millones de años . El género Avipoxvirus divergió del ancestro hace 249 ± 69 mil años. El ancestro del género Orthopoxvirus fue el siguiente en divergir de los otros clados hace 0,3 millones de años . Una segunda estimación de este tiempo de divergencia coloca este evento hace 166.000 ± 43.000 años. [21] La división de Orthopoxvirus en los géneros existentes ocurrió hace ~14.000 años. El género Leporipoxvirus divergió hace ~137.000 ± 35.000 años. A este le siguió el ancestro del género Yatapoxvirus . El último ancestro común de Capripoxvirus y Suipoxvirus divergió hace 111.000 ± 29.000 años. [ cita requerida ]
Un aislado de un pez –el virus de la viruela de las branquias del salmón– parece ser la rama más antigua de Chordopoxvirinae . [23] Recientemente se ha propuesto una nueva sistemática tras los hallazgos de un nuevo virus de la viruela de la ardilla en Berlín, Alemania. [24]
La fecha de aparición de la viruela no está establecida. Lo más probable es que haya evolucionado a partir de un virus de roedores hace entre 68.000 y 16.000 años. [25] [26] La amplia gama de fechas se debe a los diferentes registros utilizados para calibrar el reloj molecular. Un clado estaba formado por las cepas de viruela mayor (la forma clínicamente más grave de viruela) que se propagaron desde Asia hace entre 400 y 1.600 años. Un segundo clado incluía tanto a la viruela menor (una viruela fenotípicamente leve) descrita en los continentes americanos como a los aislados de África occidental que divergieron de una cepa ancestral entre 1.400 y 6.300 años antes del presente. Este clado se divergió a su vez en dos subclados hace al menos 800 años. [ cita requerida ]
Una segunda estimación ha situado la separación de la viruela del Taterapox en 3000-4000 años atrás. [22] Esto es consistente con la evidencia arqueológica e histórica sobre la aparición de la viruela como enfermedad humana, lo que sugiere un origen relativamente reciente. Sin embargo, si se supone que la tasa de mutación es similar a la de los herpesvirus, la fecha de divergencia entre la viruela y el Taterapox se ha estimado en 50.000 años atrás. [22] Si bien esto es consistente con las otras estimaciones publicadas, sugiere que la evidencia arqueológica e histórica es muy incompleta. Se necesitan mejores estimaciones de las tasas de mutación en estos virus. [ cita requerida ]
Las especies de la subfamilia Chordopoxvirinae infectan a vertebrados y las de la subfamilia Entomopoxvirinae infectan a insectos . Hay diez géneros reconocidos en Chordopoxvirinae y tres en Entomopoxvirinae .
Se reconocen las siguientes subfamilias y géneros (- virinae denota subfamilia y - virus denota género): [2]
Ambas subfamilias también contienen una serie de especies no clasificadas para las que se podrían crear nuevos géneros en el futuro.
El virus vaccinia prototípico es el virus vaccinia , conocido por su papel en la erradicación de la viruela. El virus vaccinia es una herramienta eficaz para la expresión de proteínas extrañas, ya que provoca una fuerte respuesta inmunitaria del huésped. El virus vaccinia entra en las células principalmente por fusión celular, aunque actualmente se desconoce el receptor responsable. [ cita requerida ]
El virus vaccinia contiene tres clases de genes: temprano, intermedio y tardío. Estos genes son transcritos por la ARN polimerasa viral y los factores de transcripción asociados. El virus vaccinia replica su genoma en el citoplasma de las células infectadas y, después de la expresión génica en la etapa tardía, experimenta la morfogénesis del virión, que produce viriones maduros intracelulares contenidos dentro de una membrana envolvente. El origen de la membrana envolvente aún se desconoce. Los viriones maduros intracelulares son luego transportados al aparato de Golgi, donde se envuelven con dos membranas adicionales, convirtiéndose en el virus intracelular con envoltura. Este se transporta a lo largo de los microtúbulos del citoesqueleto para llegar a la periferia celular, donde se fusiona con la membrana plasmática para convertirse en el virus con envoltura asociado a la célula. Esto desencadena colas de actina en las superficies celulares o se libera como virión con envoltura externa. [ cita requerida ]
Con el permiso especial del difunto presidente Anwar el Sadat, se me permitió examinar la mitad superior delantera de la momia descubierta de Ramsés V en el Museo de El Cairo en 1979. … La inspección de la momia reveló una erupción de "pústulas" elevadas, cada una de ellas de unos dos a cuatro milímetros de diámetro, … (Un intento de demostrar que esta erupción fue causada por la viruela mediante el examen con microscopio electrónico de pequeños trozos de tejido que habían caído sobre el sudario no tuvo éxito. No se me permitió extirpar una de las pústulas.) … La apariencia de las pústulas más grandes y la distribución aparente de la erupción son similares a las erupciones de viruela que he visto en víctimas más recientes.
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