jueves, 28 de agosto de 2014

VIRUS 2014 Generalidades III Patricio Berríos Etchegaray

VIRUS 2014

Generalidades III

Replicación viral

La replicación viral sigue un ciclo  que comprende las siguientes etapas:

1.  Unión (adsorción) virus - célula
2.  Penetración y desnudamiento
3.  Replicación del ácido nucleico y producción de proteínas virales
4.  Ensamblaje y maduración
5.  Salida del virus de la célula

 Drogas antivirales

Después de años de investigación se han encontrado algunos puntos vulnerables en la replicación viral, ellos son:

1. A nivel de adsorción entre virus y célula (receptores). Ejemplos: ciertas aminas cíclicas como la amantadina (1-adamantanamine HCl o simmetrel) actúa inhibiendo la penetración o desnudamiento de virus influenza. La neuroaminidasa o enzima destructora de receptores actúa sobre las proteínas de células de pulmones de ratones destruyéndolas y protegiendo a estos animales de los virus influenza (Myxovirus).

2.  A nivel de transcripción (ADN viral → ARNp ADNd  → ARNm). Algunas drogas actúan sobre la polimerasa ARNp ADNd. Ejemplos: la actinomicina-D inhibe la síntesis de ARNm al bloquear la ARNp ADNd de virus ADN. La rifampicina se une alterando la ARNp ADNd bacteriana (Tuberculosis y lepra). Los virus Pox son bloqueados en su replicación por la rifampicina.

3. A nivel de traducción  (ARNm → proteínas virales). Ejemplos: la puromicina que es un análogo del ARNt actúa produciendo polipéptidos incompletos y por lo tanto virus defectivos no infecciosos. El isatin-b-thiosemicarbazone o marborán o methizasone inhibe el ensamblaje viral con producción de virus incompletos. El marborán se usó exitosamente en complicaciones post vacunales en la viruela humana.

4.  A nivel de replicación del ácido nucleico. Existen drogas que se incorporan directamente al ácido nucleico o actúan sobre las polimerasas. Ejemplos: Nucleósidos halogenados: análogos de las pirimidinas, 5-iodo-2’-desoxiuridina (5-IUDR) y 5-BUDR se incorporan en el ADN viral en vez de timidina, produciendo una molécula no funcional.  El  IUDR o idoxuridina o stoxil se ha usado con éxito en casos de queratoconjuntivitis herpética;  análogos de la timidina como el trifluorothymidine o viroptic actuarían en la misma forma que  IUDR.

Nucleósidos arabinofuranosyl  como el arabinoside adenina (Ara-A o vidarabina) son efectivos contra la infección herpética como drogas de uso tópico, especialmente en infecciones por virus herpes resistentes a IUDR.

Ribovirina o virazol que es un nucleósido análogo de la guanina (1-β-D-ribofuranosil-1, 2, 3, triazol-carboxamida) ha sido utilizado contra los arenavirus que causan las fiebres hemorrágicas.  También se ha usado con relativo éxito contra virus hanta, y recientemente contra el coronavirus de la neumonía asiática.

Benzimidazole (2 (a-hidroxybenzyl)-benzimidazole o HBB) y la guanidina inhiben la multiplicación de enterovirus interfiriendo con la síntesis de ARNuh.

2-deoxy-D-glucose (2dG) interfiere con la síntesis de glicoproteínas constituyentes esenciales de la envoltura viral de de ortho y paramixovirus.

Aciclovir  o 9-(2-hidroxy-ethoxy-methil)guanina. Zovirax. Es uno de los mejores antivirales herpéticos. La droga es fosforilada por la timidina kinasa (TK) en las células infectadas por herpes  y el compuesto fosforilado compite con nucleotidos normales  y se incorpora al ácido nucleico viral.  Gancyclovir también es un buen anti virus herpes..

Antiretrovirales: a)  Inhibidores de la transcriptasa reversa: AZT, 3TC, videx, convivir. b) inhibidores de las proteasas: invirasa, fortobase, norvir, kaletra. c) análogos no nucleósidos que inhiben la transcriptasa reversa: viramune, rescriptor, stocrin

Azidothymidine  (AZT) o zidovudine.  La AZT es transformada por enzimas celulares en un derivado trifosfatado que inhibe selectivamente la transcriptasa reversa del virus de la inmunodeficiencia humana  (VIH) o virus del SIDA. Su administración implica una restauración parcial de la función inmunitaria y un prolongamiento de la vida. La AZT es tóxica para las células precursoras de la línea sanguínea.

Antivirales contra la influenza.  Inhibidores de la neuroaminidasa

Las espículas de neuroaminidasa de los virus influenza constan de 4 monómeros idénticos y cada monómero presenta una hendidura central cuyos aminoácidos son invariables.  Estas hendiduras son el sitio activo que rompe el ácido siálico, siendo los aminoácidos imprescindibles para ejecutar la acción catalítica.  Por otra parte se sabe que que los virus influenza no pueden diseminarse de una célula  a otra sin la acción de la neuroaminidasa. Por lo tanto los fármacos que sean capaces de ocupar y bloquear  el sitio activo podrán inhibir la acción de la neuroaminidasa, inactivando al virus.

Los  nuevos fármacos zanamivir (Relente) y GS 4104  (Oseltamivir o tamiflu), al unirse al sitio activo de la neuroaminidasa, inactivan a los virus influenza.  Estas drogas antivirales actúan sobre cualquier cepa de virus de la gripe debido a que aún cuando la neuroaminidasa puede cambiar, el sitio activo se mantiene inmutable.


Genética viral

Mutaciones. Cuando un animal o un cultivo celular se infectan por un virus, un escaso número de virus se replican produciendo una progenie de millones de partículas virales.  En estas grandes poblaciones virales ocurren errores en la copia del ácido nucleico muchas de las cuales son letales. En cuanto a las mutaciones no letales su mantención dependerá fundamentalmente de que el cambio resultante en el producto del gen signifique para el virus una ventaja selectiva.

Las mutaciones producen diversos cambios en el ácido nucleico, las más comunes son las substituciones de nucleótidos o mutaciones puntuales, las pequeñas y grandes deleciones. Las mutaciones puntuales pueden ser: mutaciones silenciosas que no tienen efecto sobre la secuencia de aminoácidos y la función del polipéptido, mutaciones de sentido equivocado en que hay substitución y un efecto variable sobre la función del polipéptido resultante y mutaciones sin sentido en que la substitución de nucleótidos produce la terminación prematura de la secuencia de aminoácidos, perdiéndose la función del polipéptido. Tanto en las pequeñas deleciones en que hay mutaciones de cambio de cadena, como en las grandes deleciones en que hay mutaciones por deleción, irreversibles, se presenta terminación prematura con pérdida de la función del polipéptido.

Las mutaciones se clasifican según sea su expresión fenotípica, así se han descrito mutaciones termosensibles, mutaciones adaptadas al frío, mutaciones con distintos rango de hospedadores y mutantes que en cultivos celulares producen placas de lisis de distinto tamaño. Las mutantes termosensibles han sido utilizadas para el análisis de las funciones virales  y para ensayar potenciales vacunas vivas atenuadas

La expresión fenotípica de una mutación en un gen puede revertir por una  nueva mutación en el nucleótido substituido o por una mutación supresora en el mismo gen. Un buen ejemplo son las mutantes del virus influenza sensibles a la temperatura, desarrolladas para producir vacunas con virus vivo atenuado, que al recuperar su virulencia por una mutación supresora que neutralizó el efecto de la mutación inicial, no pudieron ser utilizadas con seguridad como antígenos vacunales.

La producción de mutaciones que afectan a determinantes antigénicos (epitopos) de la superficie del virus es favorecida cuando el virus replica en animales con altos títulos de anticuerpos específicos, como es el caso de la anemia infecciosa equina en que los animales están persistentemente infectados, y en la influenza humana.

Los virus con mutaciones que presentan una alteración funcional determinada, también presentan modificaciones en otras propiedades. Como ejemplo tenemos los cambios en la hemoaglutinina del virus influenza que implican alteraciones en la antigenicidad y en la infecciosidad del virus.

Mutantes letales condicionales. Los virus con estas mutantes no pueden replicar bajo ciertas condiciones, fijadas por el investigador, aunque pueden hacerlo en condiciones normales o “permisivas”. Las más estudiadas  son las mutantes termosensibles en que la replicación viral es bloqueada a una cierta temperatura, así algunos virus crecen bien a 33º C pero no a 37º C.

Mutantes defectivos interferentes. Son mutantes de delección que se producen cuando los virus se  replican a partir de inóculos virales muy concentrados, lo que aumenta la relación entre los virus interferentes y los virus infecciosos. Los virus defectivos interferentes no se pueden multiplicar solos aunque sí lo hacen en presencia del virus parental original, además disminuyen la producción del virus original por interferencia. Los virus defectivos interferentes de la influenza carecen de uno o más segmentos.

Los virus no segmentados contienen un ARN más corto como es el caso del rhabdovirus de la estomatitis vesicular que presenta un ARN 1/3 más corto.

Deriva antigénica es el resultado de la acumulación de mutaciones puntuales (sustituciones de bases individuales) y ha sido identificado como el mecanismo asociado con la variación antigénica observada en el virus de la gripe y puede ser el mecanismo responsable de la variabilidad en el rinovirus.

Recombinación genética entre virus

Cuando una célula es infectada simultáneamente por dos virus diferentes se pueden producir los siguientes tipos de recombinación genética: recombinación intramolecular, “reassortment”, reactivación y recuperación de marcadores.

Recombinación de alta frecuencia o “reassortment.”  (Assortment: variado, surtido). Se presenta en virus con genomas segmentados (REO con 10 segmentos, myxovirus con 8 segmentos, bunyavirus con 3 segmentos y arenavirus con 2 segmentos). En la célula infectada se produce un intercambio de segmentos produciéndose varios recombinantes estables. Se observa en la naturaleza  y es fuente de  variabilidad genética en virus.

Reactivación. Implica la producción de virus infecciosos por una célula que ha sido infectada por dos o más virus de la misma cepa pero que han sufrido una mutación letal en distintos genes causada por LUV.  La reactivación (múltiple) teóricamente podría ocurrir en vacunas preparadas con virus inactivados con LUV, lo que produciría recombinantes viables, es decir virus infecciosos.

Dos aplicaciones interesantes de los conocimientos adquiridos acerca de la replicación viral y la genética son la terapia génica y el desarrollo de vacunas recombinantes. Estas técnicas permitirán   el desarrollo de nuevas estrategias para combatir las enfermedades genéticas y brindar protección contra las enfermedades humanas y animales.






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