Enfermedades Virales
Los virus se encuentran en todos lados, donde hay vida existen virus; los virus son parásitos intracelulares extremos, por lo tanto, requieren la supervivencia del hospedero para poder asegurar su supervivencia, en sus hospederos naturales tienden a no causar enfermedades o solo enfermedades leves; sin embargo, cuando un virus infecta a un hospedero nuevo puede provocar enfermedades severas e incluso la muerte, esto se debe a que el virus se está adaptando al nuevo hospedero. Por ejemplo, el virus del ébola es un virus cuyos hospederos naturales son los murciélagos frugívoros de la familia de Pteropodidae en ellos el virus no provoca ninguna enfermedad; sin embargo, cuando el virus infecta a los humanos provoca una enfermedad muy severa cuya mortalidad es desde 60% a 90%. Los virus han afectado a la humanidad desde sus inicios, hay evidencia en un tallado egipcio del año 3000 a.c donde se muestra a un sacerdote afectado por la poliomielitis; a pesar de ello, su descubrimiento es reciente debido a su tamaño nanoscópico. El estudio de los virus es menester ya que algunos pueden causar enfermedades severas, altamente infecciosas y resistentes a los antibióticos; en este trabajo se detallara: ¿qué es un virus?, teorías sobre el origen de los virus, descubrimiento de las enfermedades virales, clasificación de los virus y etapas de la infecciones viral.
Los virus son paquetes moleculares estables que contienen una cubierta proteica (cápside) dispuesta alrededor del ácido nucleico del genoma viral. Está cubierta proteica proporciona protección al genoma e interviene en el reconocimiento de las células huésped para iniciar la infección. Los virus son parásitos intracelulares obligados, debido a que solo pueden reproducirse dentro de una célula huésped. Un virus aislado es incapaz de reproducirse ni de hacer algo más allá de infectar una célula huésped adecuada, en este estado se les llama virión. Los virus carecen de enzimas metabólicas, ribosomas o cualquier otro sistema para elaborar proteínas, por esta razón no se les considera parte de la vida. Después de infectar una célula utilizan la maquinaria intracelular para duplicarse e infectar a más células, esto significa que íntegramente las proteínas y los cromosomas virales están constituidas por los 20 aminoácidos y 4 nucleótidos principales que se hayan en las células corrientes.
Se han propuesto diversas teorías sobre el origen de los virus; una de ellas es la teoría regresiva que propone a los virus como formas degeneradas de parásitos intracelulares. Esta teoría explica el origen de los virus en dos etapas: en la primera etapa el parasito ancestral podría haber perdido muchas de sus funciones biológicas y conservando su material genético, un origen de replicación y los mecanismos de regulación de la replicación, al finalizar esta etapa el parasito ancestral se habría reducido a una molécula de ADN parásita; en una segunda etapa, la molécula de ADN parásita habría adquirido una cápside que se podría haber formado a partir de las estructuras subcelulares de la célula huésped. Esta nueva capside le otorgaría la capacidad de trasladarse de célula a otra. Otra teoría postula que los virus habrían de originarse a partir de componentes celulares normales (ADN o ARN) que habrían adquirido la capacidad de replicarse de manera autónoma escapando del control celular y comenzando a evolucionar de forma independiente. Esta teoría explicaría el origen de los virus que tienen como genoma el ADN, ellos se originarían a partir de plásmidos (moléculas de ADN bacteriano independiente del genoma principal) o transposones (moléculas de ADN móviles dentro del genoma eucariota); los retrovirus a partir de retrotransposones (elementos genéticos que se trasforman en ARN para de nuevo convertirse en ADN con el fin de colocarse en otra zona) y los virus con ARN a partir se ARN mensajero (molécula de ARN cuya función es guiar la síntesis de proteínas) autoreplicativo. Otra teoría se basa en la hipótesis de un mundo prebiótico basado en ARN. El hecho de que las moléculas de ARN puedan actuar como catalizadores (molécula que acelera una reacción química) sugiere que pudo haber desempeñado un papel fundamental en el origen de la vida y los virus. Esta teoría sugiere que algunas moléculas de ARN formaron sistemas autoreplicativos que más tarde formarían a las células primitivas, mientras que otras moléculas de ARN se volvieron parásitas de las primeras y más tarde se convertirían en los actuales virus de ARN. Actualmente el ARN que forma parte de algunos virus todavía conserva algunas propiedades catalíticas, esto podría ser “fósil” de aquel mundo prebiótico.
Nota: ARN significa ácido ribonucleico y así como el ADN también puede almacenar información.
La sospecha de la existencia de seres infecciosos más pequeños que las bacterias comenzó con las investigaciones de Adolfo Mayer que descubrió que se podía transmitir la enfermedad del mosaico del tabaco de una planta a otra frotando las plantas sanas con la savia extraída de las hojas enfermas, después de la búsqueda infructuosa del germen infeccioso en la savia, Mayer concluyó en que era una bacteria extraordinariamente pequeña que no podía verse en el microscopio. Esta hipótesis fue probada una década más tarde por Dimitri Ivanowsky, un investigador ruso, que pasó la savia por un filtro diseñado para eliminar bacterias, después de filtrar la savia todavía producía la enfermedad del mosaico. Ivanowsky formuló la hipótesis de que eran bacterias que producían una toxina filtrante, las que causaban la enfermedad del mosaico. Esta hipótesis fue descartada cuando Martinus Beijerinck hizo un experimento sencillo en el cual froto las plantas con la savia filtrada y, después que la planta desarrollara la enfermedad, utilizó su sabia para infectar a otras plantas, continuando el proceso a través de una serie de infecciones. Concluyó que el patógeno se había reproducido, porque su capacidad para causar la enfermedad no se atenuaba, además el ‘agente misterioso’ no se podía cultivar coma las bacterias imaginó que era una partícula mucho más pequeña y simple que las bacterias. Sus sospechas se confirmaron por Wendell Stanley cuando cristalizó un VMT (virus del mosaico del tabaco).
Los virus se pueden clasificar de muchas formas, una de ellas es según el huésped: Un bacteriófago es un tipo virus que infecta bacterias, este virus generalmente tiene un genoma de ADN de 5.000 a 500.000 pares de bases nitrogenadas, su tamaño oscila entre 20 y 200 nm aproximadamente. Los fagos son ubicuos y pueden ser encontrados en diversas poblaciones de bacterias, tanto en el suelo como en la flora intestinal de los animales. Uno de los ambientes más poblados por fagos y otros virus es el agua de mar, donde se estima que puede haber en torno a 109 partículas virales por mililitro; ¡pudiendo estar infectadas por fagos el 70% de las bacterias marinas! Los virófagos son virus que infecta a otros virus, generalmente a virus gigantescos; por ejemplo, el virus Sputnik parasita al mimivirus aprovechándose de la infección del mimivirus en una ameba, el virus Sptunik inserta su genoma dentro del genoma del mimivirus ya anexado al genoma de la ameba y hace que el mimivirus produzca viriones del virus Sputnik, esto logra aumentar la vida de las amebas infectadas; en el 2008 se descubrió el Mavirus que infecta al Cafeteria roenbergensis que a su vez infecta al zooplancton. Si estos virófagos se insertan en zonas sensibles del genoma del virus huésped pueden hacer inviable la infección, por esta razón son potenciales antivirales. Los prootozoofago son virus que infectan a los protozoos, por ejemplo el mamavirus, que tiene el genoma más grande que cualquier virus marino conocido, el cual consta de aproximadamente 730.000 pares de bases de ADN de doble cadena. Entre los 544 genes, existen algunos que codifican factores y enzimas que reparan el ADN y la sintetizan hidratos de carbono. Los zoófagos son virus que infectan a los animales, por ejemplo, el ébola, la gripe, el VIH, etc. Los fitófagos son virus que atacan a las plantas, por ejemplo el mosaico del tabaco. Otra clasificación es según el genoma viral: desoxiribovirus, que posee ADN, por ejemplo, la varicela, viruela, herpes, hepatitis, mononucleosis, etc; y los ribovirus, que poseen ARN, por ejemplo, el sarampión, influenza, rubeola, VIH, rabia, ebola y hepatitis a y c.
Las fases de las infecciones virales son: la entrada al hospedero, replicación primaria, viremia, replicación secundaria, respuesta inmune y recuperación o muerte. El virus entra al huésped por contacto con alguna superficie corporal como la piel, mucosa de los aparatos respiratorios, gastrointestinales o urogenitales, también pueden entrar directamente al torrente sanguíneo mediante trasfusiones de sangre, picaduras de insecto o agujas infectadas. Los virus primero se replican en el sitio primario de entrada, en algunos casos producen una enfermedad localizada sin necesidad de diseminación sistémica adicional; muchos otros virus producen enfermedades en sitios distantes al sitio de infección inicial, los mecanismos para que el virus llegue a su destino son variados; no obstante, los principales son: el linfático y sanguíneo. Al estado en el que los viriones se encuentran en el plasma sanguíneo se llama viremia, este estado generalmente es corto, luego que el virus llega a su destino final ingresa a las células huésped. Después del ingreso a la célula algunos virus se replican mientras que otros entran en estado de latencia, algunas células después de la infección, debido al estrés celular, desencadenan mecanismos de autodestrucción, en respuesta a esto algunos virus tienen factores que bloquean esta autodestrucción. Los virus como el VIH o el ébola después de replicarse destruyen la célula huésped provocando gran daño tisular mientras que otros como la gripe no necesita destruir la célula para propagarse, por esta razón la alteración de los tejidos celulares por la infección no siempre es la causa principal de los síntomas de las enfermedades virales, sino mas bien la propia respuesta inmune. Después de la infección el sistema inmunitario comienza la respuesta a través de una serie de complejas respuestas inespecíficas y específicas donde participan barreras físicas corporales, anticuerpos, interferones, citocinas y, probablemente, otros factores de defensa hospedera, todo ello en dependencia del virus y la enfermedad particular; también, existen virus que atacan al propio sistema inmunológico haciéndolo inservible como el VIH y otros que bloquean la respuesta inmune como el ébola. La recuperación depende de factores que incluyen el estado inmunitario, el escenario genético individual, la edad, la nutrición y hasta condiciones ambientales específicas en el marco de la relación huésped-parásito.
En conclusión, los virus tienen una gran diversidad, parasitando a todos los tipos celulares conocidos y posiblemente sean tan antiguos como la vida misma; han coevolucionado con los seres vivos hasta poder competir con la respuesta inmune de los organismos multicelulares y hasta el momento algunos han logrado superar la medicina moderna y la ciencia humana, por esta razón existen grandes proyectos de investigación en laboratorios de avanzada para poder disminuir el índice de mortalidad causado por virus y evitar brotes y rebrotes.
Bibliografía:
Curtis, Helena, y Adriana Schnek. Curtis. Biología. Ed. Médica Panamericana, 2008, page 261
«Fases de infección viral, Microbiología y parasitología medica» Libros de autores cubanos, Accedido 16 de noviembre del 2014.
«Origen de los virus» Microbiología general de la UGB consulta: 15 de noviembre del 2014.
https://microbiologiageneraluvg.wordpress.com/2013/08/03/origen-de-los-virus/
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