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RETROVIRUS

 

C. Rodríguez Martín

A principio de siglo fueron descritos los primeros virus asociados a leucemias y carcinomas animales. En 1904, fue el de la anemia infecciosa equina (EIAV), en 1908, Ellermann y Bang describen la transmisión de una leucemia aviar por un extracto de células leucémicas y, en 1911, Rous consigue de una forma similar, un sarcoma en una gallina. Años más tarde, con la incorporación de nuevas tecnologías, se ha demostrado que eran los retrovirus.

Se trata de una familia de virus animales que poseen ARN como material genético en la partícula viral que se transcribe a ADN cuando penetra en la célula, algunas de sus propiedades son semejantes a las de otros virus y otras similares a elementos genéticos celulares móviles.

La familia Retroviridae es una de las más estudiadas dentro de los virus, esto se debe entre otras razones, al hecho de la aparición del SIDA y el descubrimiento en 1983, de que esta enfermedad estaba causada por un retrovirus (VIH).

Deben su nombre a la característica principal que poseen, su replicación a través de la transcripción inversa de su ARN en ADN, que también realizan otros virus animales (Hepadnavirus), ciertos virus de plantas (Badnavirus y Caulimovirus) y muchos elementos genéticos móviles celulares (retroposones y retrotransposones).

Los retrovirus juegan un papel importante:

CLASIFICACIÓN DE LOS RETROVIRUS

Las primeras clasificaciones han estado basadas en sus implicaciones en la patología, en su morfología mediante microscopía electrónica y en su antigenicidad.

Posteriormente, se han aplicado otros criterios ligados al progreso en su conocimiento por biología molecular, tales como la estructura del genoma y la presencia de ciertos genes.

La familia Retroviridae se ha dividido en tres subfamilias: 

  1. Oncoviridae, que presentan la propiedad de inducir la formación de tumores.

  2. Lentiviridae, se caracterizan por producir infecciones lentas.

  3. Spumaviridae, deben su nombre a la capacidad de inducir la formación de vacuolas, dando a las células infectadas un aspecto espumoso.

En 1991, el Comité Internacional de Taxonomía de Virus, propuso la desaparición de los términos Oncoviridae, Lentiviridae y Spumaviridae, además la supresión del grado taxonómico de subfamilia.

La familia Retroviridae comprende actualmente siete géneros. Esta clasificación se basa en características moleculares básicas como la organización de la secuencia de nucleótidos y en la comparación de las secuencias de aminoácidos de las diferentes proteínas víricas, fundamentalmente de la transcriptasa inversa.

Los principales retrovirus animales y humanos quedan resumidos en el cuadro I.

SUBFAMILIA

GÉNERO

ESPECIES

Oncoviridae

Virus de tipo C

V. de la leucemia del ratón (MuLV)

V. de la leucemia del gato (FeLV)

V. del sarcoma murino (MSV)

V. del sarcoma del simio (SSV)

Virus endógenos y exógenos

principalmente de mamíferos

V. tipo C de reptiles

V. reticuloendoteliosis (REV)

V. de la necrosis esplénica (SNV)

Virus tipo B

de mamíferos

V. de tumores mamarios en el ratón (MMTV)

Virus de tipo D

V. Mason-Pficer del mono (MDMV)

V. del mono ardilla (SMRV)

Virus similares al de la

leucosis aviar

V. de la leucosis aviar (ALV)

V. del sarcoma de Rous (RSV)

V. de la mieloblastosis aviar (AMV)

V. Eritoblastosis aviar (AEV)

V. Mielocitomatosis aviar (Me)

HTLV-BLV

HTLV-I

HTLV-II

STLV-I

STLV-II

Lentiviridae

 

 Lentivirus

 

V. de la leucosis bovina (BLV)

V. de Maedi-Visna (MVV)

V. de la artritis encefalitis de la cabra(CAEV)

V. de la anemia infecciosa equina (EIAV)

V. de la inmunodeficiencia humana tipos 1 y 2 (VIH-1 y VIH-2)

V. de la inmunodeficiencia del simio (SIV)

V. de la inmunodeficiencia felina (FIV)

V. de la inmunodeficiencia bovina (BIV)

Spumaviridae

Espumavirus

Espumavirus humano (HSRV)

Espumavirus de los simios (SFV)

 

Cuadro l. Denominación actual de los siete géneros incluidos en la familia Retroviridae, especies de cada género y relación con las antiguas subfamilias.

 

RETROVIRUS HUMANOS

Desde principio de siglo se realizan estudios sobre la posible asociación de ciertos virus con el desarrollo de ciertos tipos de cánceres de especies animales (leucemias, sar­comas). En los años cincuenta y sesenta, la microscopia electrónica permitió ver estos virus, fue W. Bernhardt, con la descripción clásica de partículas A, B, C (que mas tarde seguiría con nuevas letras, D, E etc.)

Con el desarrollo de la biología molecular, se conoció el ciclo de replicación de los retrovirus. Temin y Mizutanie independientemente Baltimore, demostraron la existen­cia en las partículas virales, de una polimerasa capaz de sintetizar una cadena de ADN viral, la transcriptasa inversa.

En 1977 se descubrió una nueva enfermedad en humanos, la leucemia de células T en adultos. Su epidemiología, distribución geográfica y transmisión, hicieron sospechar que podría tener una etiología viral. En 1980 el grupo de Gallo logró el aislamiento e iden­tificación del virus causante de esta enfermedad, se trataba del primer retrovirus huma­no al que denominaron virus tipo 1 de la leucemia de células T del adulto (HTLV-I).

En 1982 se aisló otro virus relacionado con el anterior, el HTLV-II, a partir de un enfermo con leucemia de células peludas.

Poco después, en 1983, el equipo de Montagnier aisló un nuevo retrovirus que denominó LAV, a partir de un ganglio de un paciente que presentaba linfoadenopatía persistente generalizada. En 1984 el grupo de R. Gallo describió otro retrovirus al que llamó HTLV-III. Posteriormente se comprobó que los dos retrovirus, LAV y HTLV-III eran el mismo y se le denominó internacionalmente virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), asignando su descubrimiento a Montagnier.

En 1986, Clavel y su grupo describen un nuevo retrovirus similar al VIH-1, al que denominan VIH-2 y su localización fundamental es en África Occidental.

En 1987 se descubrió otro retrovirus humano, relacionado también con la producción de tumores, en este caso linfomas cutáneos de células T, el HTLV-V (con anterioridad se había descrito el HTLV-IV, que resultó ser una contaminación con un retrovirus de la inmunodeficiencia de los simios y no se aceptó como tal HTL-V).

 

En la actualidad se sigue estudiando la posibilidad de que ciertas enfermedades autoinmunes estén producidas por retrovirus, así la esclerosis múltiple, enfermedad de Graves, síndrome de Sjögren y lupus eritematoso sistémico.

 

 

VIH-1

 

La partícula viral del VIH-1 tiene forma esférica, un diámetro entre 80 y 110 nm. Está constituida por tres capas concéntricas: la interna contiene una especie de nucleoide con forma de cono truncado, constituido por el ARN del virus y la nucleoproteína con las enzimas; la capa intermedia es la nucleocápside icosahédrica la capa externa o envoltura, derivada de la célula huésped, está formada por una bicapa lipídica donde se localizan las glucoproteínas gp120 y gp41, esta última se inserta en la bicapa a través de una región transmembrana, por lo que también se la conoce como proteína de transmembrana (TM). La gp120 se une por unión no covalente a la gp41, se sitúa en la superficie viral, de ahí que se la denomine proteína de superficie (SU). Estas glucoproteínas se insertan en la envoltura como 72 proyecciones externas, están unidas en un complejo trimérico que media la entrada del virus en la célula diana.

En la capa externa existen además proteínas celulares, entre las que destacan antígenos de histocompatibilidad de clase I y II.

El genoma del VIH-1 es un ARN de cadena única constituido por dos hebras idénticas de 9,8 kb y de polaridad positiva que posee diferentes genes: los encargados de codificar los componentes de la partícula vírica (genes estructurales) y los que regulan la expresión de los mismos (genes reguladores).

Los tres genes que codifican las proteínas respectivas correspondientes a los antígenos internos, son comunes a todos los retrovirus, se denominan gag, pol y env y codifican: gag las proteínas del core; el gen pol, fundamentalmente, las enzimas como la transcriptasa inversa y la proteasa y el gen env las proteínas de la envoltura vírica.

Entre las funciones principales del gag está la de constituir la mayor parte de la estructura del virión, participando en la síntesis de ADN y su integración, además de contribuir en el ensamblaje de las partículas víricas y su salida de la célula. El gen pol participa también en la síntesis de ADN y su integración en el genoma celular. El gen env interviene en la asociación y entrada del virus en la célula por lo que se le considera como el antígeno de entrada.

A diferencia de otros retrovirus, el VIH posee 8 genes reguladores, que entre otras funciones, tienen la de expresar el material genético viral integrado en la célula. De ellos dos, tat y rev, van a ser esenciales para la replicación del virus, por medio de las proteínas que codifican. El gen tat actúa como transactivador de todas las proteínas y rev como procesador del ARNm y su transporte selectivo en el citoplasma. Entre los otros genes reguladores el vpr actúa como acelerador del ciclo de replicación; nef se piensa que puede tener una acción reguladora negativa y desempeñar un papel importante en la patogenicidad del virus, de hecho, algunos trabajos, ya han demostrado que las cepas defectivas del gen nef son muy poco patogénicas. El gen vif se asocia a la infecciosidad de los viriones extracelulares y no es esencial para la replicación; vpn puede reducir la formación de sincitios, está relacionado con la muerte de CD4 y facilitar la salida de los viriones; el gen tev es activador de tat y rev. En el cuadro II se expone un resumen de los principales genes del VIH y las funciones de las proteínas que codifican.

GEN

PROTEINA

FUNCION

env

gp160

gp120

gp41

Precursora de las proteínas de envoltura

Proteína de la envoltura viral

Interacción con receptores y correceptores

Fusión de membranas

gag

p55

p17

p24

p6

p9

Precursor de proteínas internas

Proteína matriz (MA), colabora en la exvaginación

Proteína de la cápside (CA), formación del core

Proteína que ayuda a la maduración

Proteína asociada al ARN viral

poI

p90

Proteasa (p15)Transcriptasa-

Inversa (RT)

Integrasa (p11)

Precursora de enzimas

Procesamiento de las proteínas virales

Retrotranscripción del genoma viral

Actividad RNAsa H

Integración del genoma viral retrotranscrito

tat

Tat

Transactivación

rev

Rev

Regulación del transporte y procesamiento del ARNm

nef

Nef

Retrotranscripción e infectividad

vif

Vif

Infectividad viral

vpr

Vpr

Activador del ciclo de replicación

vpu

Vpu

Sólo en VIH-2 y VIS, ayuda en la infectividad

tev

Tev

Activador de tat y rey

 

Cuadro II: Principales genes del VIH y las funciones de las proteínas que codifican

En la forma de provirus el genoma del VIH está flanqueado por las secuencias repe­titivas largas (LTR), que le permiten la integración en el genoma de la célula huésped. En la regulación de la inducción interviene el factor nuclear kappa beta (NfkB), pertenece a una familia de proteínas que regulan la transcripción de varios genes celulares implicados en los procesos de activación y reconocimientos inmunes. Este factor no existe en forma activa en los linfocitos CD4 en reposo y es inducido sólo en los procesos de activación inmune.

 

VIH-2

Es un retrovirus cuyo genoma viral está constituido por ARN y al igual que el VIH-1 posee la transcriptasa inversa (RT). En 1987 se describió su secuencia completa de nucleótidos que difiere en un 60 % de la del VIH-1, pero sin embargo tiene una similitud del 75% con el SIV (virus de la inmunodeficiencia del simio).

En general la organización genética del VIH-2 es similar a la del VIH-1 aunque con alguna diferencia, por ejemplo, en el VIH-1 existe el gen vpu que, en el VIH-2 se sustituye por el gen vpx. El gen nef está colocado a continuación de env en el genoma del VIH-1, mientras que en el VIH-2, ambos genes se solapan parcialmente. Las proteínas más importantes expresadas por sus genes se relacionan en el cuadro II.

Los mecanismos de transmisión del VIH-1 y VIH-2 son los mismos. En cuanto a la epidemiología del VIH-2, se ha demostrado que existe una mayor prevalencia en los países de África occidental, siendo Guinea Bissau el país con mayor tasa de infección por este retrovirus.

En otros continentes se han descrito casos en inmigrantes africanos o bien en nativos que han viajado a las regiones endémicas o que han tenido relaciones sexuales con oriundos de ellas. En España hasta diciembre de 1998, según datos del Grupo Español para el Estudio del VIH-2, se han notificado 86 casos, de ellos 25 son nativos y el resto inmigrantes africanos en su mayoría.

El diagnóstico de la infección por VIH-2, al igual que en el caso del VIH-1, se realiza mediante pruebas serológicas de detección de anticuerpos: pruebas de screening (ELISA, pruebas de aglutinación, de adherencia, y dot-blot), prueba discriminatoria inmunolineal como el Pepti-LAV y pruebas de confirmación (principalmente Western blot).

La seropositividad para el VIH-2 se establece según los criterios recomendados por la OMS para la interpretación del Western blot, en este caso, la presencia de reactividad frente al menos dos bandas de la envoltura.

 

Denominación

 

VIH-1

 

 

VIH-2

ENV

Glucoproteína Precursora de la envoltura

Glucoproteína externa de la envoltura

Glucoproteína transmembrana

 

gp160

gp120

gp41

 

gp140

gp105

gp36

GAG

Proteína precursora interna

Proteína interna principal

Proteína de la matriz

 

p55

p24

p17

 

p55

p26

p15

POL

Reversotranscri ptasa (RT)

Integrasa

Proteasa

 

p68

p34

p12

 

p64

p34

p11

Cuadro III: Principales genes y proteínas del VIH-1 y VIH-2

 

GRUPOS, TIPOS Y SUBTIPOS

Dentro del VIH, se han identificado dos tipos: VIH-1 y VIH-2.

El VIH-1 es el más extendido en el mundo mientras que el VIH-2 está más limitado geográficamente, se ha encontrado mayor prevalencia en África Occidental, en Europa se han descrito ya unos mil casos de individuos infestados por este virus.

Mediante análisis filogenéticos se han detectado dentro del VIH-1 dos grandes grupos: M (main) y grupo O (oultier). Recientemente se ha publicado la identificación de un nuevo grupo dentro del VIH-1 que se le ha denominado "grupo no M no O" o también grupo N. Ha sido aislado de la sangre de una paciente de Camerún que padecía SIDA.

En el grupo M del VIH-1 se conocen 10 subgrupos denominados con letras (A- J). La distribución geográfica de los subtipos del VIH-1 es la siguiente:

 

GRUPO M

 

A -Centro y este de África y Ruanda.

B -América, Europa, India y Tailandia.

C -Centro y sur de África, Brasil, India y Malasia.

D -Centro, este y sur de África.

E -Tailandia, India y Japón.

F -Brasil, Camerún, Rumania y Zaire.

G -Centro y oeste de África y Rusia.

H -Oeste de África, Rusia y Taiwán.

I -Chipre.

J -Centro de África y Europa.

 

GRUPO O - Oeste de África.

 

Los aislados del VIH-2 presentan una variabilidad genética importante, incluso mayor que la descrita para el VIH-1. Hasta el momento se han clasificado en seis subtipos denominados con letras (A-F), su distribución geográfica es la siguiente:

 

A -Guinea Bissau, Sierra Leona, Cabo Verde, Costa de Marfil, Ghana, Gambia, Malí y Senegal.

B -Sierra Leona, Costa de Marfil, Ghana y Nigeria.

C y D-Liberia.

E y F-Sierra Leona.

 

 

HTLV-I

 

El material genético del virus linfotrópico humano de células T de tipo I, está constituido por dos moléculas de ARN monocatenario, una de las cuales es necesaria que sea copiada en ADN con la intervención de la transcriptasa inversa; para poder integrarse posteriormente en el genoma de la célula huésped.

 

El genoma viral está constituido por genes estructurales y reguladores. Los genes gag, poI y env codifican para las proteínas del núcleo y de la envoltura. Pero además los HTLV-I y II poseen una región X, localizada entre la región env y 3 LTR, en ella pueden distinguirse dos genes: El gen tax codifica la proteína Tax (p40) y el gen rex que codifica la proteína Rex.

 

Las glicoproteínas de envoltura se encuentran muy conservadas entre los distintos aislados, al igual que ocurre con el resto del genoma.

 

La proteína Tax puede activar la transcripción dirigida por la LTR, que es esencial para la replicación vírica. Esta proteína podría tener influencia sobre otros genes celulares, responsables de la proliferación y diferenciación celular. Por todo esto se considera que Tax es la proteína responsable de la inducción del fenotipo neoplásico.

 

La proteína Rex tiene un papel importante en la replicación del virus, durante la cual, en el citoplasma celular, el incremento de Rex, implica una señal de retrocontrol negativo para enlentecer la replicación vírica. Comparados con el VIH, los HTLV-I y II, muestran menor variabilidad genética, posiblemente debido a su escasa replicación vírica.

 

El HTLV-I, puede permanecer en forma de provirus durante largo período de tiempo sin ocasionar ningún daño. Los mecanismos por los que la célula infectada se transforma en neoplásica, generalmente después de muchos años, no son del todo conocidos.

 

In vivo, el HTLV-I presenta un gran tropismo por los linfocitos T e infecta fundamentalmente a los CD4Å. Las células T pierden su función fisiológica y, probablemente por ello, los pacientes presentan cierta inmunodeficiencia.

 

El HTLV-l se transmite a través del contacto de determinados fluidos biológicos de individuos infectados con la sangre de sujetos susceptibles. La transmisión se produce así por tres vías: parenteral, vertical y sexual. La vía parenteral es la más eficaz, se realiza a través de la inoculación de células infectadas presentes en las agujas compartidas en los siguientes casos: en usuarios de drogas inyectadas (UDl), en el personal sanitario por exposición accidental y en el caso de transfusión de sangre contaminada el riesgo potencial de infección es muy dispar, dependiendo del área geográfica. Diversos estudios han demostrado la posibilidad de transmisión del HTLV-l a partir de la recepción de sangre contaminada, siendo la tasa más alta en Japón. En éste y otros países se realizan análisis de anticuerpos frente al HTLV-I en bancos de sangre. En España, la prevalencia en donantes de sangre es baja, del orden de 0,0016%, por esta razón no está justificada la realización sistemática de pruebas de detección de anticuerpos frente a este retrovirus en los bancos de sangre.

 

El HTLV-l se puede transmitir en las relaciones sexuales a través de células infectadas. Se ha aislado el virus en los linfocitos del semen y se ha documentado una mayor prevalencia en colectivos de elevada promiscuidad sexual, observando una correlación entre número de parejas, tiempo de actividad sexual de riesgo y tasa de infección por HTLV-I. Sin embargo la transmisión de este virus por vía sexual es menor que la del VlH.

 

La transmisión vertical de madre a hijo se produce en el embarazo y fundamentalmente durante la lactancia a través de los linfocitos infectados presentes en la leche materna.

 

En cuanto a su epidemiología, el HTLV-l es endémico en: Japón, la cuenca del Caribe, África Ecuatorial, algunas zonas de Sudamérica, el sudeste de EEUU y Melanesia . La seroprevalencia en las regiones endémicas, en general, aumenta con la edad, mientras que en las áreas no endémicas la infección por HTLV-l aparece en colectivos con prácticas de riesgo para la infección por el VlH, ya que las vías de transmisión son similares.

 

En 1981 se estableció el papel etiológico del HTLV-l, en el síndrome leucemia/linfoma T del adulto (ATL), un proceso neoplásico hematológico; en 1985 se le asoció con la producción de una mielopatía subaguda denominada paraparesia espástica tropical (TSP).

 

Además de los procesos neoplásicos, el HTLV-l, parece ser el agente causal de una serie de síndromes de naturaleza inflamatoria como uveítis, poliomiositis, dermatitis, alveolitis, artritis, tiroiditis y síndrome de Sjögren. También parece que el HTLV-l está involucrado en procesos no inflamatorios como inmunodeficiencia, neoplásias no hematológicas, gammapatía monoclonal e insuficiencia renal crónica.

 

Se ha comprobado, mediante estudios epidemiológicos, que el 80% de las personas seropositivas frente al HTLV-l, no desarrollan ninguna manifestación clínica a lo largo de su vida.

 

En cuanto a su diagnóstico, sólo puede establecerse de forma definitiva mediante técnicas de laboratorio. Actualmente existen métodos directos (para la detección del virus o alguno de sus componentes) e indirectos que detectan anticuerpo s específicos frente al HTLV-l en suero y otros fluidos biológicos. Los métodos indirectos son los más utilizados ya que son de fácil realización, bajo coste y están diseñados para poder realizar un número elevado de análisis a la vez. El más empleado es el enzimoinmunoanálisis (ElA), pueden utilizar como antígeno un lisado viral (ElA de 1ª generación) o bien proteínas recombinantes o péptidos sintéticos (ElA de 2a generación), estos son más sensibles, y sobre todo, más específicos que los de la 1ª generación. Todos los resultados positivos deben ser confirmados por otras técnicas como Western Blot (B), radioinmunoprecipitación (RlPA) o inmunufluorescencia indirecta (lFl). En el caso del B, igual que ocurría para el VlH, la OMS recomienda que para establecer la seropositividad para el HTLV­l estén presentes, al menos, los anticuerpos frente a una proteína del gag (p19 y/o p24) y una de env (gp41 y/o gp46).

 

En la actualidad existe al menos una prueba de detección rápida, se trata de un test de aglutinación, que utiliza un lisado viral del HTLV-l, es de fácil realización, los resultados se obtienen en un corto espacio de tiempo y es más barato que los ElA, aunque su sensibilidad y especificidad son menores.

 

Los métodos directos de diagnóstico del HTLV-l son el cultivo viral, la reacción en cadena de la polimerasa (PCR) y un sistema de amplificación en dos fases (doble PCR o nested PCR), de gran sensibilidad y especificidad.

 

 

HTLV-II

 

Este retrovirus está muy próximo al HTLV-l, comparten muchas de sus características, tienen una similitud en la secuencia genómica del 60%, se transmiten por las mismas vías, sexual, vertical y parenteral.

 

El HTLV-II es endémico en algunas tribus americanas y africanas, así como en colectivos de usuarios de drogas por vía parenteral (UDl) de Norteamérica y de Europa. En España se han detectado cerca de doscientos casos, la mayoría de ellos en drogadictos.

 

Se asocia al HTLV-II con distintas enfermedades como la tricoleucemia, mielopatías, procesos neurovegetativos crónicos y neuropatías periféricas. Recientemente se ha sugerido que puede estar implicado en algunos procesos pulmonares y linfoproliferativos.

 

Algunos estudios, han concluido que los pacientes coinfectados con VlH-1 y HTLV-­II padecen mayor mortalidad, debido fundamentalmente a procesos pulmonares. Otros estudios, sin embargo, han sugerido que el HTLV-II podría actuar como protector en los pacientes infectados por VlH-1, de tal manera que frenara la progresión de la enfermedad.

 

Hasta hace poco tiempo era difícil de discriminar la infección de HTLV-l y HTLV-II debido a reacciones cruzadas tanto en pruebas de screnning como de confirmación. Recientemente han aparecido nuevas técnicas que han incorporado proteínas sintéticas y péptidos recombinantes que permiten distinguir los anticuerpos de cada uno de los retrovirus. La PCR es un buen método para identificar la infección tanto del HTLV-l como del HTLV-II.

 

Se han empezado a utilizar también pruebas combinadas con los cuatro retrovirus humanos HlV-1, HlV-2, HTLV-l y HTLV-II, sobre todo son muy útiles en bancos de sangre.

 

 

BIBLIOGRAFÍA

 

 

 

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