VIRUS 2014 Los virus como agentes patogénicos Patricio Berríos Etchegaray

VIRUS 2014 

Patricio Berríos Etchegaray

Los virus como patógenos

La interacción entre los virus y sus células hospederas está íntimamente ligada al ciclo de replicación viral.  Esta interacción del virus con los componentes y las estructuras celulares durante el proceso de replicación influye en cómo el virus causa la enfermedad. En total hay cuatro posibles efectos primarios de la infección viral a una célula hospedera. La mayoría de las infecciones no causan patología celular o alteración morfológica aparente, sin embargo, la replicación puede causar citopatología (redondeamiento celular, desprendimiento, formación de sincicios, etc.), transformación maligna o lisis celular (muerte).

La muerte celular durante la replicación viral puede ser causada por diversos factores. El factor más probable es la inhibición de la síntesis celular basal de biomoléculas tales como proteínas. Durante el ciclo de replicación, el virus induce a la maquinaria celular a fabricar principalmente productos virales, además de aquellos que la célula fabricaría normalmente. Como resultado de esto, la célula sintetiza predominantemente productos virales, y los productos celulares necesarios para la supervivencia de la célula no están presentes, o lo están pero en cantidades demasiado bajas como para mantener su viabilidad. Además de la carencia de productos celulares esenciales, este evento resulta en la acumulación excesiva de productos virales (ARN, ADN, proteínas), que pueden ser tóxicos para las células.

En la fase de liberación del ciclo de replicación de algunos virus se estimula la apoptosis de la célula hospedera. En otras instancias la inhibición de la síntesis de macromoléculas celulares causa daños a las membranas de los lisosomas, y por consecuencia la liberación de enzimas hidrolíticas, provocando la muerte celular.

Los efectos citopáticos son todos aquellos cambios morfológicos en las células provocados por la infección viral. Las células infectadas algunas veces tienen alterada su membrana celular. Como resultado, la membrana de la célula infectada es capaz de fusionarse con su célula vecina. Se piensa que esta alteración es el resultado de la inserción, durante el ciclo de replicación, de proteínas virales. El resultado de la fusión es la generación de una célula multinucleada o sincicios. La formación de sincicios es una característica de numerosos virus envueltos, como los herpesvirus y paramyxovirus. La membrana celular alterada también  lo está  en lo que se refiere a su permeabilidad, permitiendo la entrada de varios iones, toxinas, antibióticos, etc. Estas células multinucleadas son grandes, por lo que algunas veces son llamadas "células multinucleadas gigantes".

Otro aspecto del efecto citopático es la alteración del citoesqueleto, que da lugar al aspecto "redondeado" de las células infectadas. En estos casos la célula va a sufrir lisis o va a formar sincicios. La presencia de ECP en especímenes clínicos puede indicar infección viral. La infección de células por algunos virus (por ejemplo virus de viruela y rabia) se caracteriza por la formación de cuerpos de inclusión en el citoplasma. Los cuerpos de inclusión son áreas discretas que contienen proteínas o partículas virales. Frecuentemente tiene una apariencia y localización características en la célula infectada, dependiendo del tipo de virus.

Transformación maligna. En este proceso la infección viral da como resultado células hospederas que se caracterizan por tener alteraciones en su morfología, en su control de crecimiento, en sus propiedades celulares y/o bioquímicas. La transformación maligna y la neoplasia resultante puede ocurrir cuando el genoma viral (o una porción de éste) se incorpora en el genoma del hospedero, o cuando los productos virales son, por sí mismos, oncogénicos. Los virus que causan transformación maligna se conocen como virus tumorales. Se ha demostrado que virus de diferentes familias poseen la habilidad de transformar células hospederas. Los virus tumorales no tienen propiedades comunes (forma, tamaño, composición química) más que provocar el desarrollo de malignidad en las células que infectan.

La transformación maligna frecuentemente se caracteriza por alterar la morfología celular. Esto incluye la pérdida de su forma característica, y la adopción de la apariencia redondeada y refráctil descrita para el efecto citopático. Esto es el resultado de la disgregación de filamentos de actina y la disminución de la adhesión de la superficie.

El crecimiento celular alterado, la característica distintiva de la transformación maligna, se muestra en células infectadas que han perdido la inhibición por contacto de su crecimiento o movimiento, que tienen disminuidos sus requerimientos de factores de crecimiento de suero, y/o ya no responden a las señales de ciclo celular asociadas con crecimiento y maduración celular (inmortalidad).

Algunas de las alteraciones en las propiedades celulares que exhiben las células con transformación maligna incluyen la inducción continua de la síntesis de ADN, cambios cromosomales, aparición de antígenos de superficie, nuevos o embrionarios, e incremento de aglutinación por lectinas. . Las características bioquímicas que frecuentemente se ven alteradas en células con transformación maligna incluyen la reducción de los niveles de AMP cíclico.

Oncogénesis. Aunque ha sido difícil comprobar la causa-efecto, varios virus de ADN y de ARN se han asociado con transformación neoplásica. Los virus implicados en la oncogénesis o llevan consigo una copia del gen asociado con el crecimiento y la proliferación celular, o alteran la expresión de la copia del gen que tiene la célula hospedera. Los genes afectados incluyen aquellos que estimulan y aquellos que inhiben el crecimiento celular.

Los genes virales que transforman a las células infectadas se conocen como oncogenes (genes v-onc), los cuáles estimulan el crecimiento y la proliferación descontrolada de la célula. El descubrimiento de los oncogenes llevó a descubrir que todas las células poseen genes análogos, llamados proto-oncogenes (genes c-onc), que normalmente están quiescentes en las células y se activan en algún momento del desarrollo. Los proto-oncogenes incluyen productos celulares como factores de crecimiento, factores de transcripción y receptores de factores de crecimiento.

Los virus de ADN asociados con la oncogénesis incluyen virus de la enfermedad de Marek (Herpesviridae) y los papillomavirus bovinos, equinos, y orales caninos (Papillomaviridae). Estos virus son típicamente de ácidos nucleicos episómicos circulares (independientes de los cromosomas del hospedero, más que integrados). Los oncogenes (v-onc) codifican para proteínas asociadas con el ciclo de replicación viral.

Los virus ARN asociados con oncogénesis incluyen miembros de la familia Retroviridae (por ejemplo virus de leucosis aviar y de leucemia felina). Estos virus integran sus genomas (o una copia de sus genomas) en el cromosoma del hospedero: se conocen como provirus o ADN proviral. La integración viral es mediada por los extremos terminales del genoma, conocidos como LTRs (repeticiones terminales largas, por sus siglas en inglés). Los LTR’s contienen regiones promotoras/ potenciadoras, además de las secuencias involucradas en la integración del provirus en el genoma del hospedero. Los Retrovirus pueden causar oncogénesis porque codifican oncogenes por sí mismos o por alterar la expresión de los oncogenes celulares o proto-oncogenes a través de la inserción de sus genomas en el cromosoma del hospedero, en un sitio cercano a estos genes.

En algunos casos, la infección con producción viral puede ocurrir sin que puedan detectarse cambios en la célula hospedera. Esto se conoce como infección endosimbiótica. Probablemente depende de las necesidades de replicación del virus. Es muy probable que el virus requiera que los procesos celulares estén activos para que la replicación viral se lleve a cabo, y por lo tanto no altera las características de la célula.

La patogénesis se define como la generación y desarrollo de una enfermedad. Las infecciones virales pueden ser agudas, crónicas, latentes o persistentes. El primer paso en el proceso de una enfermedad es el contacto del hospedero con el virus.

Condiciones estresantes están asociadas con el aumento de las infecciones virales. Situaciones estresantes estimulan la producción de glucocorticoide lo que facilitaría la transformación de cepas no virulentas en cepas altamente virulentas, como es el caso de cepas silvestres del virus del Nilo Occidental  que aumenta su capacidad neuroinvasiva y neurovirulencia, probablemente debido a la excesiva producción de glucocorticoides.

Entrada, diseminación y salida de los virus al organismo. Los virus como entidades patogénicas infecciosas deben entrar al organismo a través de sus superficies, para luego diseminarse  localmente o por vía linfática o sanguínea y causar la enfermedad viral. Una vez que el virus se libera al medio exterior podrá ser ingerido por un vector que lo diseminará en el medio ambiente. Si ingresan en el feto a través de la placenta o en el embrión, podrán ser transmitidos en forma congénita. El ciclo de entrada y salida de los virus al organismo animal, pasando por la enfermedad viral, tiene gran importancia epidemiológica.

La virulencia es una propiedad de todos los patógenos que puede aumentar o disminuir dependiendo del mecanismo de transmisión y del momento evolutivo, así la transmisión que requiere un contacto directo suele llevar al patógeno a reducir su virulencia. Según Ewald la transmisión de un individio a otro por estornudos, tos y otros medios directos son factores de selección que favorecen  una virulencia baja, por otra parte los vectores de enfermedades como los mosquitos, utensilios contaminados favorecen una virulencia elevada.

Vías de entrada de los virus al organismo. Las células de la piel, mucosa respiratoria y digestiva, vía urogenital y conjuntiva son las primeras en ser infectadas por los virus.

La infección cutánea no es inusual en los animales domésticos, pese a ser la piel una excelente barrera defensiva, así tenemos virus Pox: que causan la viruela bovina, ectima contagioso en caprinos y difteroviruela aviar, los que provocan serias lesiones locales en estos animales. Algunos virus pueden traspasar las superficies externas del organismo por la picadura de un artrópodo o por agujas hipodérmicas. La mayoría de los virus que se transmiten por la picadura de insectos se multiplican en dichos vectores y se denominan arbovirus. Al respecto son clásicas las infecciones por mordeduras en la rabia animal, y la penetración viral por agujas contaminadas, en anemia infecciosa equina. El exantema que se presenta en la enfermedad vesicular porcina y en la viruela ovina se debe a la propagación de los virus por vía sanguínea lo que causa la infección generalizada de la piel.

La infección respiratoria constituye la vía de entrada de virus más importante a través de  la inhalación de aerosoles, a pesar que el aparato respiratorio tiene una buena protección por el mucus y cilios vibrátiles. Los principales virus que producen enfermedad respiratoria son: orthomyxovirus de la influenza equina; paramyxovirus parainfluenza tipo 3 bovino; rhinovirus bovino, y la mayoría de los virus herpes y adenovirus. Otros virus que ingresan por la vía respiratoria producen sus efectos patogénicos luego de su diseminación sistémica, ejemplos: virus de la enfermedad de Newcastle o neumoencefalitis aviar, peste porcina clásica, distemper canino y fiebre aftosa.

La infección digestiva es común debido a que muchos virus penetran por ingestión a pesar que el intestino está protegido por mucus que puede contener IgAs y substancias antivirales como son los ácidos, sales biliares y enzimas proteolíticas. Los coronavirus, rotavirus, parvovirus y calicivirus son los principales virus digestivos.

Diseminación viral en el organismo. Los virus pueden permanecer localizados en el lugar por donde contactaron con el organismo, o pueden causar infecciones generalizadas caracterizadas por viremia y posterior ubicación en órganos sensibles.

Diseminación local en epitelios.  Ciertos virus como los poxvirus y papilomavirus se mutltiplican en células epiteliales del punto de entrada del virus al organismo, donde producen infecciones localizadas o generalizadas en la piel. Estos virus se liberan directamente al medio ambiente.  Los virus que penetran por vía respiratoria o digestiva no se multiplican en otros tejidos.

Invasión subepitelial y diseminación linfática. Los virus que atraviesan los epitelios alcanzan los tejidos subepiteliales desde donde pueden entrar a los vasos linfáticos. En este nivel los macrófagos fagocitan y destruyen a la mayoría de los virus que son inactivados y procesados, exponiéndose sus determinantes antigénicos a los linfocitos lo que inicia la respuesta inmunológica. Algunos virus como el causante del distemper canino pueden replicarse en los macrófagos.

Diseminación vía sanguínea. Los virus que han alcanzado el torrente sanguíneo a través del sistema linfático pueden alcanzar rápidamente cualquier parte del organismo. La presencia de virus en la sangre se denomina viremia. Se denomina viremia primaria a la que se produce inmediatamente después de la entrada del virus al organismo; en este momento la cantidad de virus es pequeña, aunque los virus pueden ir a infectar órganos lejanos. Luego de la multiplicación viral en estos órganos, se produce gran cantidad de virus los que al pasar a la sangre producen la viremia secundaria desde donde los virus van a infectar otros órganos.

Durante la viremia, los virus pueden estar libres en el plasma sanguíneo o asociados con linfocitos como es el caso de los virus del distemper canino y de la lengua azul ovina; circunstancialmente el virus de la peste porcina africana se asocia con eritrocitos.  En la sangre dos tipos de células, los macrófagos y las células del endotelio vascular, condicionan el comportamiento de los virus invasores.

1. Macrófagos. Estas células fagocitarias se encuentran en todo el organismo, fijos o circulantes, en alveolos pulmonares, tejido subepitelial y en los sinusoides de  ganglios linfáticos, hígado, bazo y médula ósea, y libres en el plasma. Un buen modelo de su accionar son las células de Kupffer de los senos hepáticos que pueden interactuar con los virus infectantes en las siguientes formas: Los virus resisten a la fagocitosis; ejemplo: el virus de la encefalitis equina venezolana que condiciona una larga viremia. Los virus son fagocitados y destruidos; ejemplo: picornavirus. Los virus son fagocitados aunque son transferidos a las células vecinas que pueden ser hepatocitos donde producirán una hepatitis con viremia elevada. Los virus son fagocitados y se multiplican en los macrófagos; ejemplo: virus de la hepatitis infecciosa canina.

2. Células endoteliales vasculares. El endotelio vascular es una buena barrera defensiva para los virus, aunque algunos pueden pasar entre estas células o cruzarlas. Este paso de virus a los tejidos u órganos es importante en el SNC, piel; epitelio pulmonar, epitelio de glándulas salivales e intestinal, riñones y placenta.

Diseminación viral a la piel por vía sanguínea. En este caso se produce un exantema caracterizado por la presencia de máculas, pápulas, vesículas o pústulas; ejemplo: virus de la fiebre aftosa.

Diseminación viral al sistema nervioso central. Los virus pueden pasar de la sangre al cerebro a través de la corriente sanguínea, atravesando los capilares cerebrales o por las fibras nerviosas periféricas; ejemplo: virus de la rabia y de la pseudorrabia. Estos virus se dirigen al sistema nervioso central por el citoplasma del axón, pudiendo infectar o no a las células de Schwann de las vainas nerviosas, diseminándose por nervios motores, sensoriales y autónomos. Incluso el virus de la rabia puede utilizar el nervio olfatorio.

La infección de las neuronas por togavirus o herpesvirus produce  alteraciones histológicas tales como: necrosis y fagocitosis de las neuronas, e infiltración perivascular con células inflamatorias.

Los virus causantes de meningitis atraviesan la unión sangre-líquido cefalorraquídeo, en las meninges o en el plexo coroide, alterando la presión osmótica de los espacios intersticiales del cerebro.

En el caso de los virus lentos se produce una lenta degeneración o vacuolización de las neuronas (Scrapie en las ovejas). En la enfermedad denominada Visna se produce desmielinización de las células de la glía.

Invasión viral, vía sanguínea, de otros órganos. La mayoría de los órganos pueden ser infectados por la vía sanguínea, aunque la enfermedad viral sólo se producirá cuando existan receptores específicos. Los pulmones, además de ser infectados por la vía aerógena también pueden serlo por la vía sanguínea, así en las infecciones sistémicas los virus pueden llegar al epitelio respiratorio provocando bronquitis y neumonia; ejemplo: rinoneumonitis equina.

Infección del feto. Los virus que son capaces de atravesar la placenta y alcanzar la circulación fetal, pueden causar la muerte, reabsorción fetal y aborto; ejemplo: parvovirosis porcina.

El virus de la diarrea viral bovina tiene un efecto teratogénico en los fetos, consecutiva a una infección materna que cursa con viremia y paso del virus por la placenta. Además puede causar, en el adulto, inmunotolerancia y un estado  de portador permanente.

Cuando se produce una infección viral de diseminación rápida por alphaherpesvirus se puede producir muerte fetal y aborto, incluso en el último tercio de la gestación, en equinos, bovinos, porcinos y perros. Otros virus que pueden producir muerte fetal y aborto son los togavirus: virus de la diarrea viral bovina y virus de la arteritis viral equina, y reovirus de la lengua azul en bovinos y ovinos.

Eliminación viral desde el organismo infectado. La eliminación de los virus desde el animal infectado al medio ambiente mantiene a los virus en circulación entre los animales susceptibles. Los virus salen por las aberturas y superficies corporales: piel, fosas nasales; heces, orina, leche y semen.

La piel es importante en la eliminación de virus que se transmiten por contacto directo; ejemplos: ectima contagioso, viruela bovina, y papilomatosis bovina y canina. En la enfermedad de Marek el virus se elimina por los folículos de las plumas, lo que se utiliza para su diagnóstico.

El aparato respiratorio infectado, elimina virus por los exudados ya sea en gotas grandes que contaminan diversos fómites, o en gotas pequeñas que se evaporan rápidamente manteniéndose en el aire como aerosoles. Virus como el de la rinotraqueítis infecciosa bovina, parainfluenza tipo 3 bovino, coronavirus y virus respiratorio sincicial bovino, se eliminan por las secreciones nasales y orales, transmitiéndose directamente desde los animales infectados a los animales susceptibles.

Los virus que afectan al aparato digestivo se eliminan por las heces, persistiendo algún tiempo fuera del organismo. Ejemplos: parvovirus porcino, canino y bovino: rotavirus y coronavirus.

Algunos virus que afectan a bovinos y ovinos se eliminan continua o intermitentemente por el semen; ejemplos: virus de la rinotraqueítis infecciosa bovina, leucosis bovina, fiebre aftosa y virus de la lengua azul en bovinos.

Los virus de la fiebre aftosa y hepatitis infecciosa canina se multiplican en las células del epitelio tubular del riñón y se eliminan por la orina.

El virus de la artritis-encefalitis caprina y el de la fiebre aftosa se eliminan por la leche, pudiendo contaminar al ternero.

Defensas antivirales del hospedero. La primera reacción defensiva es de carácter inflamatorio.  En un esfuerzo por detener la infección, el hospedero inicia una respuesta inflamatoria. Los componentes principales de esta respuesta incluyen interferón, linfocitos T citotóxicos, linfocitos B productores de anticuerpos, diversas moléculas efectoras y complemento. Estos componentes trabajan en conjunto y se potencian unos a otros en un intento de liberar al hospedero de la infección viral. En este esfuerzo por liberarse del virus infectante, la respuesta inflamatoria causa muchos de los signos clínicos y lesiones asociados con las infecciones virales.

Los interferones (α y β) son producidos por las células infectadas por el virus. Actúan para detener replicación viral adicional en la célula infectada y en las células vecinas. Los interferones también fomentan la expresión de antígenos en la célula infectada, haciéndolas más fáciles de reconocer para las células T citotóxicas. Algunos virus como los adenovirus producen ARNs que bloquean la fosforilación de un factor inicial, reduciendo así la habilidad del interferón para bloquear la replicación viral.

Las células T citotóxicas destruyen a las células infectadas mediante la liberación de perforinas, que crean poros en las células infectadas por virus. Posteriormente son liberadas granzimas dentro de la célula infectada, las que degradan a los componentes celulares. Finalmente, las células T citotóxicas estimulan la apoptosis de la célula hospedera.

Algunos virus reducen la expresión, en la superficie de la célula hospedera, de los antígenos de superficie del CMH (complejo mayor de histocompatibilidad) clase I (por ejemplo citomegalovirus, herpesvirus bovino tipo I y adenovirus). Como las células T citotóxicas no pueden detectar antígenos virales que no estén formando complejos con los antígenos del CMH clase I, las células infectadas con estos virus no pueden ser destruidas de esta manera, permitiendo la "supervivencia" del virus dentro de la célula hospedera. Sin embargo, células con insuficientes o ningún antígeno de CMH clase I en sus superficies son reconocidas por las células asesinas naturales, que destruyen a la célula de manera similar a la descrita para las células T citotóxicas.

Los linfocitos B productores de anticuerpos secretan anticuerpos específicos para neutralizar los viriones infectantes cuando son liberados por las células. Los complejos antígeno-anticuerpo a su vez pueden activar el sistema del complemento.

El complemento ayuda a estimular la inflamación, la neutralización efectiva de virus, y la destrucción de células infectadas por virus.

Las diferentes moléculas efectoras (citoquinas) que son producidas por las células del sistema inmune, desempeñan muchos papeles, incluyendo la inducción de fiebre y la atracción de otras células inflamatorias (por ejemplo neutrófilos y macrófagos) al sitio dañado.

Algunos virus poseen receptores para una variedad de citocinas (por ejemplo, el virus de la viruela bovina tiene receptores para la interleuquina 1, que estimula la producción de fiebre). Cuando las células inmunes liberan la citoquina, ésta se une al virus, reduciendo entonces la cantidad de citoquinas disponibles para modular la respuesta inmune. Esto aumenta la "supervivencia" del virus dentro del hospedero.

El tropismo de los virus por las células  no sólo está relacionado con los receptores, sino que también con proteínas que favorecen la unión del virus a la célula, y a la presencia de promotores tejido específico y activadores transcripcionales.

Un mecanismo alternativo de los virus  para evadir la respuesta inmune es tener muchos tipos antigénicos (serotipos). Una respuesta inmune hacia un serotipo no garantiza protección contra otro serotipo del mismo virus. Por ejemplo, hay más de 100 serotipos de rinovirus y 24 serotipos de virus de lengua azul.

Es necesario recordar que la selección natural no puede proporcionar una protec­ción perfecta contra los patógenos virales y bacterianos, debido a que ellos tienden a evolucionar mucho más rápido de lo que son capaces los animales. Las mismas defensas que poseen los vertebrados superiores, ac­túan como una gran fuerza de selección, por lo que los patógenos están obligados a de­sarrollar sus defensas para no extinguirse. Por otra parte, los cambios de la virulencia de un agente infeccioso se relacionan con el momento evolutivo y el mecanismo de trans­misión, así habrían factores de selección que favorecen una virulencia baja como es la transmisión directa de animal a animal, y otros que favorecen una virulencia elevada como son los vectores intermediarios encargados de diseminar a los microorganismos y que son capaces de incrementar la virulencia. Consecuentemente no es prudente subesti­mar a los patógenos y a la selección natural, ya que a pesar de haberse logrado impor­tantes avances en la guerra contra los patógenos infecciosos como son el desarro­llo de los antibióticos y las vacunas, la mítica caja de Pandora sigue abierta diseminando nuevos males.

Mecanismos de producción de la enfermedad viral

Infecciones agudas. Debido a la naturaleza de la severidad y rápida asociación de los síntomas con la infección, las enfermedades virales agudas han sido importantes en desarrollar los conceptos de patogénesis viral. Estas enfermedades fueron las primeras en ser controladas por las vacunas debido a que la exposición inicial a un patógeno viral producía una buena memoria inmunológica disminuyendo los niveles de una infección secundaria y de la enfermedad misma. De hecho las actuales prácticas de  vacunación controlan la mayoría de las infecciones virales agudas.

Modelo respiratorio: Influenza equina y porcina

En las infecciones virales respiratorias agudas, lo primero que ocurre es la inhalación de las partículas virales que se encuentran en gotitas pequeñas; posteriormente son atrapadas por el mucus del epitelio respiratorio alto. La infección se inicia entonces en las fosas nasales, faringe y tráquea, pudiendo ser neutralizados los virus por IgA del mucus. Los cilios vibrátiles llevan a los virus a la faringe donde son deglutidos.

Los virus influenza (Orthomyxovirus) se unen por sus hemoaglutininas al ácido N acetilneuroamínico de la pared celular, se introducen por endocitosis, se replican y se diseminan en el aparato respiratorio. En los cuadros respiratorios virales puede ocurrir la infección y destrucción del parenquima pulmonar y del epitelio alveolal, sobreinfección bacteriana, y obstrucción de las vías aéreas, lo que produce hipoxia, acidosis y aumento de la producción de exudados, todo lo cual es de extrema gravedad en el recién nacido. La destrucción del epitelio respiratorio durante la infección viral es muy rápida, aunque también lo es la regeneración.

Complejo respiratorio bovino. En las infecciones respiratorias existe un marcado sinergismo virus-bacterias. En el complejo respiratorio bovino específicamente se trata de un sindrome de bronconeumonía llamado “fiebre del transporte”, en que participan virus respiratorios como el parainfluenza tipo 3, estrés y pasteurellas. La infección viral inicial puede ser inmunosupresora o actuar aumentando la respuesta inflamatoria en el epitelio de los alveolos y alterando las propiedades tensoactivas de estos epitelios, lo que favorece la adherencia de las bacterias.

Modelo digestivo.  Se presenta en las primeras semanas de vida y puede ser causado por más de un tipo de virus enteropatógeno y alguna bacteria como Escherichia coli.

Las diarreas virales son causadas generalmente por rotavirus, coronavirus y parvovirus. La enfermedad se produce por la ingestión de los virus, con excepción de los parvovirus que lo hacen por vía sistémica. Los virus afectan en forma específica a diferentes zonas de las vellosidades intestinales, acortándolas y reduciendo la superficie de absorción, con acumulación de líquido intestinal y diarrea. Los rotavirus y coronavirus se multiplican en células de la punta de las vellosidades, mientras que los parvovirus lo hacen en células de la cripta; en ambos casos las células absortivas son reemplazadas por células epiteliales cuboidales con menor capacidad de absorción y actividad enzimática, pero que son resistentes a la infección viral por lo que la infección es autolimitante.

El mecanismo de pérdida de líquido en la infección viral entérica corresponde a pérdida de líquido extracelular por mala absorción. Posteriormente se pierden enzimas de la digestión de disacáridos y se produce una baja en el transporte de Na, K, glucosa y ATPasa Na, K con pérdida de Na, K, Cl , bicarbonato y  H20 lo que produce acidosis.

Infección generalizada.  Modelo: Distemper canino. La infección del morbillivirus se produce por inhalación, afectando inicialmente al epitelio alveolar y macrófagos alveolares, para luego aproximadamente 2 días después, infectar a  las células mononucleares de los ganglios linfáticos bronquiales y de las tonsilas. Los virus asociados a las células se diseminan por la vía sanguínea a la médula ósea, bazo, timo y ganglios linfáticos mesentéricos y cervicales, y a los macrófagos del estómago e intestino delgado. Todo esto dentro de la primera semana post-infección. El distemper canino es una enfermedad viral aguda, sistémica autolimitada, aunque en algunos casos puede invadir el SNC provocando encefalitis, incluso el virus persiste en el cerebro manifestándose la enfermedad neurológica o encefalitis de los perros viejos.

La inoculación de perros susceptibles con el virus distemper canino por vía oronasal se ha seguido cronológicamente, encontrándose el virus en ganglios linfáticos entre 24 y 48 horas post inoculación; a las 72 horas se presentó viremia primaria y síntomas respiratorios; entre 4 y 5 días el virus se encontraba en médula ósea, bazo y ganglios linfáticos (linfoadenitis); a los 6 días se presentó viremia secundaria. Entre 7 y 9 días el virus se multiplica en células del SRE. Posteriormente se disemina a células digestivas y renales, fase digestiva. La tercera fase, neurológica, es más tardía.

La calidad de la respuesta inmune es fundamental en la diseminación y distribución del virus distemper. Si en la primera semana se alcanzan títulos neutralizantes ³ 100 no se va a diseminar el virus y desaparece de los tejidos linfáticos, presentándose la infección en forma subclínica. Si en el día 9 no hay anticuerpos específicos detectables, o al día 14 no se detectan títulos ³ 100 el virus se propaga por todo el organismo, produciéndose una infección generalizada del epitelio intestinal, respiratorio y urogenital, de la piel y de glándulas exocrinas y endocrinas. Clínicamente se observan vómitos y diarrea, bronquitis, neumonías y dermatitis.

Ocasionalmente se puede infectar el cerebro y el virus se presenta en los macrófagos de las meninges y en células mononucleares de la adventicia perivascular, y en las células del epéndimo, glía y neuronas. Apreciándose cambios en el comportamiento, mioclonía local, espasmos tónico-clónicos y paresia. Después de entre 1 y 1,5 meses de la recuperación algunos perros sufren una encefalitis con desmielinización que les produce la muerte. Cabe señalar que se han descrito casos de perros recuperados del distemper que sufren de encefalitis años después, es la encefalitis del perro viejo, semejante a la panencefalitis esclerosante en personas recuperadas del sarampión.  La "encefalitis del perro viejo" parece ser una condición semejante a las infecciones virales lentas.

Enfermedad neurológica.  Modelo: Rabia

1. Vía centrípeta. El virus rábico ingresa por la mordedura de un animal rabioso y se ubica en la musculatura estriada. Se multiplica en las células musculares o de los tejidos subepiteliales para luego alcanzar las terminaciones nerviosas, motoras o sensitivas, del músculo o de la piel, donde se contacta con receptores de la acetilcolina u otros lo que le permite penetrar en las terminaciones nerviosas.

La infección de las neuronas y los movimientos pasivos centrípetos del ácido nucleico viral por los axones van a terminar por infectar al SNC. El virus en la médula espinal produce disfunción neuronal. Una vez que afecta al sistema límbico, donde se replica en grandes cantidades, produce una pérdida del control cortical de la conducta, situación conocida como rabia furiosa. El virus llega al neocortex y se produce la rabia muda caracterizada por depresión, coma, y muerte por paro respiratorio

2. Vía centrífuga. El virus rábico se disemina desde el sistema límbico, vía nervios periféricos, hacia diversos órganos: glándulas salivares, adrenales, páncreas. La gran producción de virus en las glándulas salivares coincide con la rabia furiosa. En la replicación viral no se observa lisis celular.  Llama la atención la escasa lesión cerebral lo que contrasta con la gran disfunción neurológica consecutiva a la infección viral. El virus está prácticamente secuestrado. No hay diseminación de antígenos que pudieran estimular una respuesta inmune. El período de incubación de la rabia es muy variable, entre 14 y 90 días o más.

Infecciones virales persistentes. Estas infecciones virales se caracterizan porque el virus persiste en el animal, después de la recuperación, durante meses o años, al estado de provirus o como episoma. El virus puede replicar (infección productiva) o no (infección no productiva). Son muy importantes desde un punto de vista epidemiológico, debido a que mantienen el virus en la naturaleza constituyéndose en fuente de infección para otros animales. Además el virus puede reactivarse produciendo la enfermedad, que pueden ser de base inmunopatológica, incluso causar neoplasias. Las infecciones virales persistentes se clasifican en infecciones latentes, crónicas y lentas.

Infecciones latentes. En esta situación el virus no se aisla por métodos convencionales. Prácticamente el virus se oculta en el trigémino como ocurre en algunas infecciones herpéticas (Rinotraqueítis infecciosa bovina, pseudorrabia porcina y herpes simplex en el hombre). La infección es subclínica, asintomática. En ciertas circunstancias estresantes el virus se reactiva y se produce la enfermedad recurrente. La aplicación de corticoides como dexametasona puede ractivar un virus latente. Otros virus que hacen latencia son citomegalovirus y adenovirus.  En ambos casos los virus se mantienen como episomas.

Infecciones crónicas. Se caracterizan por la producción contínua o intermitente de virus, con o sin enfermedad. Ejemplos: fiebre aftosa (sin enfermedad), distemper canino (tardía: encefalitis),  peste porcina africana (con enfermedad) y peste porcina clásica. Son muchas las enfermedades virales que pueden hacerse crónicas después de una infección primaria, generalmente sólo afectan a una pequeña proporción de la población afectada

Infecciones lentas. Son enfermedades progresivas que afectan al SNC, con períodos de incubación largos pero que siempren conducen  a la muerte. Son causadas por lentivirus y priones. Ejemplos: Lentivirus: VISNA/MAEDI; neumonia progresiva del ovino, artritis-encefalitis caprina y sindrome de inmunodeficiencia en humanos. Priones: Scrapie en ovinos y caprinos, encefalitis del visón, Kurú en humanos, enfermedad debilitante del ciervo y alce, enfermedad de Kreutzfeldt-Jacob en humanos y la encefalopatía espongiforme o enfermedad de las vacas locas.

Oncogénesis viral. Diversos virus participan en la génesis de tumores en los animales domésticos. Los principales son los retrovirus de la familia Retroviridae sub-familia Oncovirinae, género tipo C. Otros virus oncogénicos son los herpes,  polioma, adeno, pox y papilomas. En el hombre solamente un limitado número de virus humanos ha sido considerado como oncogénicos, ellos son: HTLV 1 y 2, virus de la hepatitis B, virus Epstein-Barr y algunos virus papiloma humanos.

Los tumores pueden ser benignos o malignos, los benignos permanecen localizados sin invadir los tejidos adyacentes; los malignos son invasivos y se diseminan por la sangre o vía linfática produciendo metástasis. Los tumores se denominan carcinomas cuando son cánceres que se originan en células epiteliales; sarcomas si son de origen mesenquimático. Los fibromas son tumores benignos de la piel. Las leucosis o leucemias se caracterizan por el aumento de linfocitos circulantes, mientras que los linfomas son tumores sólidos.

En los animales doméstico los principales virus oncogénicos son retrovirus, virus herpes y papilomavirus. Otros virus oncogénicos son adenovirus,  virus pox y hepadnavirus

Retrovirus.  En términos generales se habla de retrovirus al referirse a los virus oncogénicos de la  familia Retroviridae la que contiene siete géneros.  Los retrovirus infectan a células CD4+; tienen lípidos en su cubierta por lo que son sensibles en el medio ambiente

La transcriptasa reversa permite el paso  (transcripción reversa) de ARN viral a ADN el que se integra en el ADN celular (por integrasas). Una vez integrado dentro del genoma del hospedero, el ADNds viral, es llamado provirus. El provirus permanece latente hasta que es "estimulado" a entrar en transcripción a ARN mensajero por la maquinaria celular del hospedero.  La transcripción del ARNm viral del provirus es mediada por la enzima celular ARN polimerasa II. Los nuevos viriones son liberados por gemación o protrusión de yemas, la cual no siempre resulta en lisis celular.

 En la transcripción reversa se pierden “las pruebas de lectura” de la transcrición del ADN, por lo que los retrovirus mutan frecuentemente y se hacen resistentes a los antivirales, y no permiten el desarrollo de vacunas.

El genoma de los retrovirus pueden ser defectivo y no defectivo.

El genoma de un típico retrovirus no defectivo contiene dos copias idénticas de ARN, cada una con tres genes, denominados gag que codifica 4 proteínas del “core” o antígenos grupo específico, env que codifica 2 glicoproteínas de la envoltura, y pol que codifica la polimerasa transcriptasa reversa, proteasas e integrasas.

Los retrovirus defectivos presentan un cuarto gen onc (oncogénico) el que se incorpora al ARN viral reemplazando a uno o más genes virales, generalmente el gen env.   Estos virus son considerados como no competentes en cuanto a su replicación, debido a que necesitan un virus ayudante para poder replicar. Los virus ayudantes son competentes porque poseen su dotación  genética completa y se replican en forma autónoma.  Los v-onc codificados por muchos retrovirus fueron capturados originalmente de secuencias celulares c-onc.

Los oncovirus complejos contienen, además de los clásicos genes de los retrovirus, una región X que contiene dos genes tax y rex, cuyos productos proteicos están involucrados en la regulación trans y postrancripcional de la expresión viral. El virus de la leucosis bovina tiene además dos  alternativos “open reading frames” R3 y G4 que son necesarios para mantener una alta producción de virus durante el curso de la infección persistente in vivo.  R3 y G4 serían candidatos para desarrollar  drogas antivirales y vacunas vivas atenuadas con una deleción en dichas secuencias.

El virus del sarcoma de Rous contiene un  gen extra (oncogén v-src) aunque mantiene su dotación genética completa, por lo tanto no es defectivo.

Según el tipo de transmisión los retrovirus pueden ser endógenos o exógenos.  Los retrovirus endógenos se transmiten en forma vertical en la línea germinal (ADN) de la madre a los hijos mediante una copia completa del genoma viral (ADN), que en este caso se denomina provirus. Los provirus son controlados por los genes regulatorios de la célula y normalmente no se expresan (silentes), aunque pueden ser activados por factores inductores como luz ultravioleta o substancias químicas. Los provirus pueden perpetuarse en cualquier célula de un animal infectado, generalmente en forma latente.

Además de la transmisión vertical de los retrovirus por vía genética o endógena a través de células germinales con provirus, se describe la transmisión vertical por infección congénita con viriones a través de huevos en aves y placenta o leche en mamíferos; la viremia puede ser crónica cuando se produce inmunotolerancia.

Los retrovirus exógenos se diseminan en forma horizontal mediante viriones detectándose una viremia transiente y producción de anticuerpos seroneutralizantes. Los retrovirus exógenos lentos producen leucosis luego de largos períodos de incubación. Los retrovirus exógenos rápidos, defectivos y con un oncogén, producen transformación celular en forma rápida, 2 semanas en el caso del virus del sarcoma de Rous.

Los oncogénes son genes cuyos productos son responsables de la oncogénesis. Existen oncogénes celulares y virales.  Los retrovirus, adenovirus y poliomavirus poseen oncogénes. El oncogén viral (v-onc) se origina de un oncogén celular (c-onc) por recombinación accidental del c-onc que se incorpora en el genoma del retrovirus (provirus). La capacidad transformante de los oncogénes se demuestra destruyendo el v-onc lo que termina con la oncogenicidad del virus; por transfección de una copia del ADN (onc) y promotores se produce el cáncer, ejemplo el v-src más LTR produce sarcomas. Virus ts con v-src replicados a temperatura permisiva producen transformación, mientras que a temperatura no permisiva se produce el fenotipo normal.

El mecanismo de acción de los oncogénes celulares o virales se explica  por: Transducción de un oncogén celular por un retrovirus. El c-onc  se integra por recombinación en el genoma de un retrovirus, el que en una nueva integración del provirus en el genoma celular sufre mutaciones de manera que el v-onc será diferente del c-onc progenitor.  Activación de un oncogén celular por lectura equivocada de un c-onc, es decir por transcripción anormal y  oncogénesis múltiple o cooperación entre oncogenes en que la célula se va desrregulando paulatinamente.

Actualmente se aceptan tres formas en que los retrovirus pueden transformar a las células: Captura de un c-onc y sobreproducción del v-onc por el provirus, inserción de un promotor de un gen celular que controla el crecimiento celular,  e inserción de un estimulador  de genes celulares que controlan el crecimiento celular.

Otros virus oncogénicos:

Herpesvirus. Los virus herpes de la sub-familia Gammaherpesvirinae son responsables de  la produccción de linfomas y carcinomas. El mecanismo de la oncogénesis no es mediado por oncogénes. En el caso del virus Epstein-Barr múltiples copias del  ADN viral  se encuentran como episomas en el citoplasma celular. La célula infectada no produce viriones pero si antígenos nucleares que se detectan por inmunofluorescencia.

En la enfermedad de Marek o neurolinfomatosis aviar el herpesvirus aviar 1 afecta a los linfocitos T. El virus se elimina por el folículo de las plumas. Existen diversas vacunas contra esta enfermedad que previenen la producción de tumores aunque no impiden la replicación viral. El herpesvirus silvilagus produce el linfoma del conejo. El herpesvirus saimiri produce  tumores en monos.

Papovavirus. La familia Papovaviridae contiene dos géneros: Polyomavirus y Papillomavirus. Los  polyomavirus no tienen importancia en medicina veterinaria. Solamente cuando se inoculan ratones recién nacidos son afectados por el virus polioma del ratón.  El virus SV 40  fue utilizado como modelo de virus oncogénico.

Los  papilomavirus  son  oncogénicos  en  forma  natural,   produciendo   papilomas   o verrugas en  piel y mucosas de varias especies animales, principalmente en perros, conejos y bovinos. En bovinos existen 7 tipos; el 1 y 3 afectan también a los caballos. Generalmente  son neoplasias benignas que pueden remitir en forma espontánea, ocasionalmente causan carcinomas asociadas con cofactores. El virus papiloma del conejo o papiloma de Shope sirvió como modelo para el estudio de la oncogénesis viral. Otros virus papiloma afectan a equinos, ovinos y porcinos.

El ADN de los virus papiloma no se encuentra integrado en el genoma celular, se presenta en forma de episoma. Estos virus producen neoplasia del epitelio estratificado cutáneo o papiloma cutáneo, hiperplasia del epitelio escamoso no estratificado y papiloma cutáneo con fibroma del tejido conjuntivo circundante.

En el bovino los papilomas presentan una zona central fibrótica cubiertoa por un epitelio escamoso estratificado de variable grosor. Las lesiones pueden ser nódulos pequeños o grandes masas semejantes a una coliflor, de color gris o negro, y rugosos al tacto. Son frecuentes en la cabeza y cuello, también en ubres, pezones y aparato genital. Se ha descrito el cambio de papiloma benigno a un carcinoma  invasivo del tracto digestivo o de la vejiga.  La papilomatosis bovina es autolimitante. Las verrugas pueden ser extirpadas.            

En el equino los papilomas se presentan como verrugas pequeñas, sobresalientes y queratinizadas, ubicadas en los labios y ollares. Si interfieren con la alimentación deben ser extirpados quirúrgicamente.

En los perros los papilomas se presentan inicialmente en los labios, ocasionalmente se  extienden a la mucosa bucal, lengua, paladar y faringe para luego remitir espontáneamente. En el caso de persistir las verrugas deben ser eliminadas quirúrgicamnente. Las autovacunas usadas en el país  en perros con papiloma bucal han dado buenos resultados.