Picornavirus (grupos enterovirus y rinovirus)
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Resumen
Picornavirus: Generalidades y Propiedades
- Familia Viral Grande: Representan una gran familia de virus con numerosos miembros, siendo de los más pequeños en tamaño y complejidad genética.
- Grupos Principales de Patógenos Humanos:
- Enterovirus: Se transmiten principalmente por vía fecal-oral e infectan el tracto alimentario.
- Rhinovirus: Se asocian con el tracto respiratorio y se aíslan principalmente de la nariz y garganta.
- Enfermedades Asociadas: Pueden causar una amplia gama de enfermedades, desde parálisis severa, meningitis aséptica, pleurodinia, miocarditis, lesiones cutáneas y mucocutáneas, enfermedades respiratorias y la enfermedad generalizada de los lactantes. Las infecciones subclínicas son más comunes que las enfermedades clínicamente manifiestas.
- Esfuerzo Mundial: La erradicación de la poliomielitis es un esfuerzo mundial.
Propiedades Importantes de los Picornavirus
- Estructura y Composición:
- Cápside Icosaédrica: Simetría icosaédrica, de 28-30 nm de diámetro. Compuesta por 60 subunidades de cuatro proteínas (VP1, VP2, VP3 y VP4). VP1, VP2 y VP3 están en la superficie y VP4 es interna.
- Genoma: ARN monocatenario de sentido positivo (7.2-8.4 kb) con una proteína VPg unida al extremo 5'.
- Sin Envoltura: Los picornavirus no poseen envoltura.
- "Cañón" de Unión al Receptor: Presentan una hendidura o "cañón" en cada vértice pentamérico, que es el sitio de unión al receptor. Las moléculas de anticuerpo son demasiado grandes para acceder al fondo del cañón, lo que ayuda al virus a evadir la neutralización por anticuerpos.
(A) Representación del genoma del picornavirus, el VPg y la cola poliA, que muestra la ubicación del ORF único. Se indican la posición de las regiones P1-3, los 5′ y 3′UTR flanqueantes y el IRES.
(B) Diagrama de barras que muestra la poliproteína (cuadro gris) y la cascada proteolítica que da lugar a todas las proteínas picornavicales (cuadros de colores). Los cuadros incluyen los nombres de las proteínas siguiendo la nomenclatura de las regiones del genoma-ORF (número-letras) o la nomenclatura VP1-4 para las proteínas estructurales. Los rombos de colores indican los puntos de escisión y están etiquetados con el nombre de la proteasa correspondiente.
(C) Vista general del protómero canónico del picornavirus con las proteínas VP1 (azul), VP2 (verde), VP3 (rojo) y VP4 (amarillo). Los extremos N y C de la proteína se indican con las letras N y C encerradas en un círculo, y los círculos amarillos muestran las posiciones de los ejes de simetría 5-, −3 y 2-fold. Los componentes lipídicos, como la miristoilación de VP4 y el «factor de bolsillo», se representan como esferas negras. La región del «cañón» se muestra como una sombra circular gris.
(D) Esquema del pliegue «jelly roll» de las proteínas VP1-3 inscritas en un prisma trapezoidal, donde la cara resaltada en amarillo corresponde a la superficie externa de la cápside y la base gris oscuro se enfrenta a la cápside interna. Los elementos de la estructura secundaria están coloreados desde el extremo N-terminal hasta el C-terminal según la barra de códigos de colores que se muestra a continuación. Se indican los bucles externos y los extremos N-terminal y C-terminal.
(E) Vista general de la cápside del picornavirus que muestra la superficie externa de VP1 (azul), VP2 (verde) y VP3 (rojo). La línea punteada amarilla indica los límites de un pentámero. La línea amarilla continua marca la subunidad asimétrica icosaédrica y las líneas más finas separan las proteínas siguiendo los esquemas trapezoidales mostrados en (D). Los ejes de simetría de 5, 3 y 2 pliegues se indican con círculos amarillos.
- Replicación:
- Ocurre completamente en el citoplasma de la célula huésped.
- El ARN genómico actúa directamente como ARNm para la síntesis de una poliproteína grande, que luego se escinde en proteínas individuales (estructurales y no estructurales).
- La replicación del ARN y el ensamblaje de nuevas partículas virales tienen lugar en el citoplasma.
Fig. 2: Ciclo de vida del picornavirus.
(A, B) El picornavirus utiliza diferentes receptores para entrar en la célula, algunos implicados en la internalización de la señalización (A), mientras que otros pueden actuar como transportadores que llevan la partícula viral hasta el receptor primario (B).
(C, D) Este proceso de infección puede verse impedido por la acción de anticuerpos neutralizantes específicos que pueden desestabilizar la partícula viral (C) u opsonizar o estabilizar la partícula para impedir la unión al receptor o los cambios conformacionales necesarios para la infección (D).
(E) Una vez que el virus entra en la célula, se activa el mecanismo de entrega del ARN viral y el genoma viral (línea ondulada negra) se libera en el citoplasma.
(F) Tras la eliminación de la VPg (óvalo magenta), el genoma inicia la traducción impulsada por el IRES, lo que conduce a la producción de la poliproteína viral.
(G) La cascada proteolítica produce todas las proteínas virales, tanto estructurales como no estructurales.
(H) Algunas proteínas actúan secuestrando los sistemas celulares del huésped, como los poros nucleares, la maquinaria de traducción celular y los sistemas apoptóticos, e inician la remodelación de las membranas celulares internas.
(I) Las proteínas estructurales se ensamblan en los intermedios de la cápside, el protómero y el pentámero, y también en las procápsides (L).
(J) El complejo de replicación formado, ensamblado a partir de proteínas no estructurales y membranas internas modificadas, activa la replicación del genoma picornaviral mediante la polimerasa 3D a través del ARN complementario (líneas onduladas rojas) y utilizando la VPg como cebador.
(K) Los nuevos genomas de la progenie, incluidas las eventuales mutaciones (estrellas amarillas).
(M) Los viriones maduros se ensamblan a partir de pentámeros que rodean y empaquetan los nuevos genomas virales. Las partículas virales escapan de la célula por lisis celular o gemación dentro de las membranas que pueden proteger a la progenie viral (P).
(N) Algunos virus de la progenie con mutaciones en sus cápsidas (estrella amarilla) pueden escapar a la acción de NAbs específicos.
(O) Las cápsidas vacías pueden actuar como señuelos moleculares para que Abs proteja las partículas infecciosas de la neutralización..
- Estabilidad:
- Enterovirus: Son estables a pH ácido (3.0-5.0) y resistentes a la inactivación por solventes lipídicos. Densidad de 1.34 g/mL. El poliovirus se inactiva con 0.1 ppm de cloro.
- Rhinovirus: Son lábiles al ácido y se inactivan por cloruro de magnesio y altas concentraciones de sal. Densidad de 1.4 g/mL.
Clasificación
- Género Enterovirus:
- Poliovirus (serotipos 1-3).
- Coxsackievirus (Grupos A y B, con múltiples tipos cada uno).
- Echovirus (múltiples tipos).
- Otros Enterovirus (tipos 68-116).
- Parechovirus humano (previamente Echovirus 22 y 23).
- Virus de la Hepatitis A (Enterovirus tipo 72).
- Género Rhinovirus: Más de 100 tipos antigénicos.
Grupo Enterovirus: Enfermedades Importantes
- Poliovirus:
- Causa poliomielitis, una enfermedad que afecta el sistema nervioso central, llevando a parálisis flácida.
- La infección subclínica es muy común.
- Prevención: Vacunas, incluyendo la vacuna de poliovirus inactivado (IPV, Salk) y la vacuna de poliovirus oral atenuada (OPV, Sabin).
Fig. 3: Hombre con parálisis y atrofia de pierna derecha afectada por polio.
- Coxsackievirus:
- Grupo A: Herpangina, enfermedad de mano-pie-boca, conjuntivitis hemorrágica aguda.
Fig. 4: Ejemplo de herpangina en un niño.
Fig. 5: Lesiones causadas por el virus de manos, pies y boca en un varón de 11 meses.
Fig. 6: Conjuntivitis hemorrágica aguda con el párpado bajado para una visión más completa.
- Grupo B: Pleurodinia (mialgia epidémica), miocarditis, pericarditis, y enfermedad generalizada en lactantes.
Fig. 7: Pleurodinia.
- Echovirus: Causan diversas enfermedades como meningitis aséptica, exantemas, infecciones respiratorias y diarrea.
https://www.researchgate.net/figure/Maculopapular-exanthem-in-echovirus-infection_fig5_310315209
- Enterovirus 70: Principal causa de conjuntivitis hemorrágica aguda.
- Enterovirus 71: Causa importante de enfermedades del SNC y mano-pie-boca.
- Enterovirus 72: Hepatitis A
Grupo Rhinovirus: El Resfriado Común
- Enfermedad Principal: La causa más común del resfriado común.
- Características: Afectan principalmente el tracto respiratorio superior. Crecen mejor a la temperatura más fría de las vías respiratorias superiores (33°C).
- Transmisión: Contacto directo de persona a persona (manos contaminadas) y aerosoles.
- Inmunidad: Específica de tipo y generalmente transitoria.
Diagnóstico
- Aislamiento Viral: Se puede aislar el virus de hisopados de garganta, heces, líquido cefalorraquídeo (LCR), sangre o tejidos.
- Métodos Moleculares: La reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RT-PCR) es un método rápido para la detección y tipificación.
- Serología: La detección de anticuerpos se usa con menos frecuencia para el diagnóstico de infecciones agudas.
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