En esta ocasión quise desarrollar un contenido que es frecuente para la población mundial, se trata del Virus Influenza o mejor conocido como Virus de la Gripe. Por lo extenso del tema se desarrollará en dos partes para abarcar todos los aspectos importantes, porque no solo se van a tratar puntos superficiales y generales, sino que también se ampliará el panorama de información desde el punto de vista molecular de este virus, para mostrar otra cara de la enfermedad y entender entre otras cosas, el porqué repite la gripe.
Distribución de la información:
Contenido-parte 1:
- ¿Qué es la gripe?
- Características biológicas del Virus Influenza A: estructura del Virus Influenza A y Genoma del Virus Influenza A.
- Estabilidad de la partícula viral.
- Tipos y Nomenclatura del Virus Influenza.
- Ciclo de vida y Replicación del Virus Influenza A.
- Variación Antigénica: Deriva Antigénica y Cambio Antigénico del Virus Influenza A.
Contenido-parte 2:
- Patogénesis e inmunidad de la infección por Virus Influenza A.
- Aspectos clínicos y epidemiológicos.
- Tratamiento y Métodos de control.
- Diagnóstico virológico de la infección por virus de la Influenza: ELISA, IFA, Inhibición de la hemaglutinación, RT-PCR; análisis serológico, otras.
Recomiendo leer un post que publique anteriormente Haz click Aqui donde se muestra las generalidades y composición química viral para comprender algunos términos usados en esta publicación.
Comencemos...
¿Qué es la gripe?
Es una enfermedad contagiosa causada por el Virus Influenza que afecta el sistema respiratorio y cuyo curso es agudo. Puede ser leve o grave, hasta el punto de hospitalización y en el peor de los casos causar la muerte.
Características biológicas del Virus Influenza A
Estructura del Virus Influenza A
Pertenece a la familia Orthomyxoviridae, grupo ortomixovirus. Los viriones son esféricos y pleomorfos, con nucleocápside helicoidal, poseen una envoltura que deriva de la célula huésped, tiene un diámetro promedio de 100nm y un genoma de ARNss negativo de 8 segmentos.
La mayoría de cada segmento del genoma codifica una proteína, dando un total de 8 proteínas estructurales y solo 2 no estructurales.
Genoma Virus Influenza A
| Gen | Proteína codificada | Función |
|---|---|---|
| NP | Nucleoproteina | Envuelve y protege al genoma viral. |
| PB1 | ARN polimerasa | Participan en la replicación viral e induce apoptosis celular |
| PB2 | ARN polimerasa | Participan en la replicación viral |
| PA | ARN polimerasa | Participan en la replicación viral |
| M(M) | Proteína Matriz M1 y M2 | Se localiza entre la nucleocápside y la envoltura lipídica. Es importante en el ensamblaje de la nueva progenie viral y la perdida de la envoltura cuando el virus ingresa a la célula. |
| HA | Hemaglutinina | Se unen a los receptores de ácido siálico que se encuentran en las células respiratorias y tienen capacidad de aglutinar ciertos glóbulos rojos. Es la responsable de las nuevas cepas y epidemias de influenza. |
| NA | Neuraminidasa | Tiene una función hidrolítica, evitando la agregación de la nueva progenie viral ya que escinde el ácido siálico. "Es posible que la neuraminidasa ayude al virus a abrirse camino a través de la capa de mucina en las vías respiratorias para llegar a las dianas celulares epiteliales" |
| NS | NS1 y NS2 | Función no estructural. NS1 cumple un papel antagonista al interferón al reducir su función. |
Las glicoproteínas Hemaglutinina y Neuraminidasa están insertadas en la membrana y tienen forma de espina.
Estabilidad de la partícula viral
Es conocido que este tipo de virus como posee en su estructura una membrana lipídica son sensibles a los detergentes, pero se ha evidenciado que tienen una resistencia en los climas fríos y secos, tanto así que su capacidad de infectar es mayor en el transcurso del tiempo, a medida que la temperatura desciende los 0ºC resiste más de un mes, y a medida que aumenta la temperatura su capacidad infectiva es aproximadamente de una semana, siempre y cuando permanezca a una temperatura corporal 37ºC.
Tipos y Nomenclatura del virus Influenza
Existen tres géneros que causan gripe y se diferencian por sus características antigénicas específicas tanto de la nucleoproteina (NP), como de la proteína M presente en cada uno, para dar lugar entonces a:
Influenza A: es el de mayor importancia clínica por su mayor virulencia y propagación epidémica y es por esta razón que se aborda en este post con mayor énfasis. Posee un género denominado Influenza A Virus. Además, existen diversos subtipos que dependen de la variabilidad antigénica de las glicoproteínas de superficie Hemaglutinina (H) y Neuraminidasa (N) que expresa el virus en su superficie. Por la gran cantidad de subtipos y mutaciones es que se han producido las grandes pandemias, teniendo como ejemplo la del año 2009 causada por el serotipo A(H1N1).
Influenza B: con un género denominado Influenza B Virus, es menos frecuente y agresivo que el A, y solo posee un solo serotipo debido a que muta muy poco, reduciendo así la generación de pandemias.
Influenza C: con un género denominado Influenza C Virus se da mayormente en cerdos y pocas veces en personas.
Nota: cualquiera de estos virus puede causar los mismos síntomas, pero ninguno de ellos produce inmunidad contra otro género.
El sistema de nomenclatura estándar para las cepas del virus de la influenza comprende la siguiente información: tipo, hospedador de origen, origen geográfico, número de cepas y año de aislamiento.
Las descripciones antigénicas de HA y NA se muestran entre paréntesis para el de tipo A. No se indica el hospedador de origen para las cepas humanas, por ejemplo, A/Hong Kong/03/68(H3N2), pero se indica para otros, por ejemplo, A/ cerdos/Iowa/15/30(H1N1).
Hasta el momento, se han aislado 15 subtipos de HA (H1 a H15) y nueve subtipos de NA (N1 a N9), en muchas diferentes combinaciones, de aves, animales o seres humanos. Se han aislado en seres humanos cuatro subtipos de HA (H1 a H3 y H5) y dos de NA (N1, N2). –
Fuente: Jawetz, Melnick y Adelberg, Microbiología Médica: Virología, Ortomixovirus (virus influenza). 25a ed. McGraw-Hill. c2010. p. 541
HA: Hemaglutinina/NA: Neuraminidasa
Es importante conocer que en el caso de los cerdos pueden ser infectados con dos hemaglutininas (H1 y H3) y neuraminidasas (N1 y N2). En casos humanos se han aislado solo cuatro subtipos de HA (H1, H2, H3 y H5) y dos de NA (N1, N2)
Dato interesante:
En abril de 2009, una cepa antes desconocida de H1N1 se detectó en México y el sudoeste de EUA. Es producto de un reordenamiento que contiene componentes cambios genéticos de cuatro virus diferentes de influenza: la influenza porcina de América del Norte, influenza aviaria de América del Norte, influenza humana y virus de influenza porcina de origen eurasiático. A lo largo de los tres meses siguientes, esta cepa, denominada A(H1N1) de origen porcino, se propagó con rapidez en todo el mundo.
Ciclo de vida y Replicación del Virus Influenza A
Una vez que el virus ingresa al sistema respiratorio ocurre lo siguiente:
- Adhesión y entrada del virus:
1.- Ocurre la unión de los viriones a los receptores de ácido siálico que están en la superficie de las células de la mucosa del tracto respiratorio.
2.- El virus entra por endocitosis para formar luego un endosoma.
- Desnudamiento:
3.- Una vez dentro de la célula, la acidez del endosoma hace que la hemaglutinina tenga un cambio conformacional, haciendo que la membrana viral y la membrana del endosoma se fusionen. Es aquí donde interviene la proteína M2 que funciona como canales de protones, facilitando la acidificación de la envoltura y a su vez debilita las interacciones de la nucleocápside con la proteína M1, dando como resultado la liberación de la nucleocápside al citoplasma.
4.- Así viajan al núcleo de la célula para comenzar el ciclo de replicación y transcripción (característica particular de este virus ARN, que NO realiza su replicación en el citoplasma como otros virus de ARN, si no en el núcleo de la célula huésped).
- Síntesis de ARN y Replicación del ARN:
5.- El ARNss negativo debe transcribirse para formar una cadena complementaria de ARNss pero con sentido positivo (+) y ARNm viral. Al formarse el ARNm viral este debe robar la caperuza (cap) al ARNm de la célula huésped mediante la acción de las proteínas PA, PB1 y PB2.
Nota: La caperuza (cap) funciona como cebador para ser reconocido de manera eficaz por los ribosomas de la célula huésped, sin esto no se puede llevar a cabo la síntesis de proteínas. Igualmente posee una cadena poliA (una larga secuencia de Adenina) para evitar la degradación del ARNm viral por las ARNasas.
6.- Luego el ARNss (+) comienza la formación del ARNss (-) para la nueva progenie viral.
7.- Una vez que el ARNm viral se apodera del cebador (cap-ARN-polA) se dirige al citoplasma y utiliza los ribosomas y el Retículo Endoplasmático (RE) de la célula huésped para sintetizar las proteínas virales.
Nota: las secuencias que codifican las proteínas M y NS deben ser escindidas para formar dos ARNss distintos dar lugar a las 4 proteínas (M1, M2, NS1 y NS2)
- Ensamblaje y liberación:
8.- Las proteínas H y N se dirigen al Aparato de Golgi para un proceso de maduración.
9.- Por otro lado ocurre la síntesis de PB1, PB2, PA, NP y NS1/NS2 que se dirigen al núcleo para unirse al ARNm negativo y así formar las nuevas nucleocápside. A su vez se originan las proteínas M1 y M2 que se dirigen a la membrana celular. En este caso M1 ancla las dos glicoproteínas (H y N) y atrae a las nuevas nucleocápsides y M2 cumple nuevamente su función de activar los canales de protones impidiendo la acidificación del medio, evitando la activación de la Hemaglutinina.
10.- Por último ocurre la unión de todos los componentes de los nuevos viriones abandonando la célula por un proceso denominado gemación y es aquí donde adquiere la envoltura lipídica.
Variación Antigénica: Deriva antigénica y Cambio antigénico del virus influenza A
Este punto responde la pregunta que se hace en el título del post, ¿SABES POR QUÉ REPITE LA GRIPE?
Deriva antigénica
Conocido también como cambios menores, se presentan en los genes que codifican la H y la N, estos cambios se producen a lo largo del tiempo en el Virus Influenza A, dando como resultados diferentes subtipos por mutaciones. Por esta razón, el sistema inmunitario se le dificulta reconocer el virus de la gripe, debido a que la memoria inmunitaria no es efectiva para estos cambios mutacionales y así se debe volver a reconocer el virus, formar nuevos anticuerpos para neutralizar y eliminar el nuevo subtipo viral. También las vacunas contra la enfermedad ameritan que cada año tenga un cambio, actualizando dicha vacuna con las últimas cepas del virus que se han formado y así, inmunizar a la mayor cantidad de personas posible con las últimas mutaciones.
Importante: Estas mutaciones virales se producen porque la enzima ARN polimerasa encargada de replicar el genoma viral carece de capacidad de corrección de errores.
Cambio antigénico
También denominado cambios mayores, debido a que ocurre el reordenamiento genético de dos o más cepas del virus influenza A que infectan simultáneamente una misma célula. Por ejemplo, tenemos una célula de cerdo infectada simultáneamente por dos virus influenza A, uno de origen humano (H1N1) y otro de un ave acuática (H3N2). Una vez que todos los genes están dentro de la célula ocurre un reordenamiento, generando un cruce de los segmentos genéticos, dando como resultado una combinación de virus de influenza de los subtipos H3N2, H1N1, H1N2 y H3N1. Estos cambios se producen de manera impredecible y es por ello que surgen epidemias y pandemias importantes en el mundo.
Importante: los cerdos y aves acuáticas sirven de reservorio para este reordenamiento genético. Generalmente las nuevas cepas formadas causan epidemias significativas, debido a que aumentan la virulencia por los cambios mayores y menores que experimentan estos nuevos subtipos.
Hasta aquí este primer post, próximamente estaré publicando la segunda parte.
Al considerar qué tan común es la enfermedad, cuán espantoso es el cambio espiritual que trae consigo, qué asombroso cuando el resplandor de la salud se apaga, los recónditos mundos que entonces se revelan, qué eriales y páramos del alma revela un leve ataque de influenza [...] —Virginia Woolf, “Estar enfermo”
Lecturas recomendadas:
- https://es.wikipedia.org/wiki/Pandemia_de_gripe_A_(H1N1)_de_2009-2010
- https://www.cdc.gov/spanish/especialescdc/influenzavacuna/index.html
- https://espanol.cdc.gov/enes/flu/about/season/flu-season-2018-2019.htm
- http://www.who.int/topics/influenza/es/
REESTIMEA
Fuentes:
- Jawetz, Melnick y Adelberg, Microbiología Médica: Virologia, Paramixovirus. 25a ed. McGraw-Hill. c2010. p. 539-550
- Murray, Rosenthal y Pfaller, Microbiología Médica: Virología,Ortomixovirus. 7ma ed. Elsevier. C2014 p. 524-531
- Kenneth J. Ryan, C. George Ray, Sherris Microbiología Médica: Virus Patógenos, Influenza, parainfluenza, virus sincitial respiratorio, adenovirus y otros virus respiratorios. 5ta ed. McGraw-Hill. c2011. p. 132-140
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