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Poliovirus



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Poliovirus

Clasificación científica
Grupo: IV (Virus ARN monocatenario positivo)
Familia: Picornaviridae
Género: Enterovirus
Especie: Poliovirus


El poliovirus es una especie vírica del enterovirus humano, en la familia de los Picornaviridae, y el agente causante de la poliomielitis.[1] Es un pequeño virus ARN (ácido ribonucleico), de cerca de 300 Ångström de diámetro, con una simple hélice de genoma de ARN en sentido positivo; con cerca de 7.500 bases de longitud.[2] El poliovirus fue aislado en 1908 por Karl Landsteiner y Erwin Popper. En 1981, el genoma del poliovirus fue publicado por dos diferentes grupos de investigadores, uno del MIT y el otro de la Universidad de Nueva York.[3] Debido a su corto genoma y su simple composición—solamente una molécula de ARN y una cubierta proteica icosaédrica sin envoltura que la cubre— el poliovirus es reconocido como el más simple de los virus significativos.[4]

Tabla de contenidos

Ciclo de vida

El poliovirus infecta células humanas por unión con un receptor símil inmunoglobulina (PVR o CD155) en la superficee de la célula humana.[5] El mecanismo preciso del poliovirus para entrar a la célula huésped no está firmemente dirimido.[6] Puede ser por unión del desencadenante CD155, produciendo un cambio conformacional en el virus que despeja el ataque del virus a la membrana de la célula, seguido de la formación de un poro en la membrana a través de la cual el ARN viral es “inyectado” dentro del citoplasma. Otra hipótesis es que el virus es ingresado vía endocitosis.[7] Por cualquiera de esos mecanismos, la estrategia de ingreso del poliovirus es muy ineficiente; solo está disponible para iniciar una infección cerca del 1 % del tiempo.[8]  

Una vez dentro de la célula, el ARN viral actúa como un ARN mensajero del huésped, usando su propia maquinaria para replicarse.[2] El virus inicia la replicación de nuevos virus vía una altamente estructurada porción del genoma viral, que se encadena a la maquinaria translacional del huésped: decodificación + transcripción. Esta porción del genoma del poliovirus se conoce como sitio interno de entrada al ribosoma (IRES): indispensable y requerido para la replicación del poliovirus.[7] El genoma del poliovirus es tan poco largo que solo es capaz de codificar cerca de 10 genes. Esos genes codifican un pequeño número de proteína virales incluyendo:[4] [8]

  • 3Dpol, una ARN dependiente ARN polimerasa, que permite al ARN genónimo del polio ser copiado dentro de la célula huésped. Todo el genoma polio es copiado en una larga banda de proteína, de aproximadamente 10 proteínas virales individuales:[4] [8]

[[Image:Poliovirus genome.png|thumb|left|300px|The genomic structure of poliovirus type 1[9]

  • 3Dpol, un ARN dependiente de ARN polimerasa
  • 2Apro y 3Cpro/3CDpro, proteasas que clivan al polipétido viral
  • VPg (3B), una pequeña proteína que se funde con el ARN viral y es necesaria para síntesis de hebras ARN virales positivas y negativas
  • 2BC, 2B, 2C, 3AB, 3A, 3B proteínas que componen el complejo de proteínas necesario para la replicación viral
  • VP0, VP1, VP2, VP3, VP4 proteínas del cápside viral


El ensamblaje de nuevas partículas de virus, (i.e. el empaquetado de genomas de progenie en cápsides que pueden sobrevivir fuera de la célula hospedante) está pobremente entendido.[7] El ensamblaje total del poliovirus lleva a los confines de su hospedante cuando la célula muere, que ocurre 4-6 h siguientes a la infección.[10] El mecanismo de salida de los virus de la célula es poco claro,[2] pero cada una de ellas puede tener más de 10.000 viriones de polio.[10]


Patogénesis

[[Imagen:Polio EM PHIL 1875 lores.PNG|thumb|Micrografía electrónica de poliovirus]] La infección por el poliovirus está limitada por la expresión del receptor CD155, que se encuentra sólo en las células de los humanos, primates superiores, y el mono del Viejo Mundo. El poliovirus es, sin embargo, estrictamente un patógeno humano y no infecta de forma natural ninguna otra especie.[11]

Típicamente, la infección por el poliovirus conlleva la replicación del virus dentro del tracto gastrointestinal y la ulterior excreción del virus en las heces. En el 95% de los casos sólo se produce la presencia primaria, transitoria del virus en la corriente sanguínea (llamada viremia) y la infección por el poliovirus es asintomática. en cerca del 5% de los casos, el virus se disemina y replica en otros sitios como grasa parda, sistema reticulo endotelial y musculo. esta replicacion causa viremia secundaria y conduce al desarrollo de síntomas menores como fiebre, cefalea, y dolor de garganta.[12]

En cerca de 1-2% de infecciones por poliovirus el virus entra en el sistema nervioso central y se replica en la motoneurona ubicada en la medula espinal, tallo cerebral o corteza motora, resultando destruccion selectiva de neuronas motoras, que causa paralisis temporal o permanente y, en casos raros, paro respiratorio y muerte. En muchos aspectos la fase neurológica de la infeccion es pensado como desviacion accidental de la infeccion gastrointestinal. Los mecanismos por los cuales el poliovirus se disemina al sistema nervioso central son poco comprendidos,[7] sin embargo se han sugerido dos teorias para explicar la desviación del virus.

La primera hipotesis is que el virus pasa directamente de la sangre al sistema nervioso central cruzando la barrera hematoencefalica, sin unirse a su receptor celular CD 155.[13] La segunda hipotesis siguere que el virus es transportado del musculo a la medula espinal a través de transporte axonal retrogrado.[14] Ambas teorias requieren que el virus este presente en la sangre, y se ha demostrado que el poliovirus se puede unir y replicar en monocitos en la sangre,[15] quienes pueden entonces estar invulucrados en la diseminacion del virus de los sitios primarios de infeccion (el intestino) a la circulacion y potencialmente el sistema nervioso central.

Evasión al sistema inmunológico

El Poliovirus utiliza dos mecanismos claves para evadir el sistema inmune. Primero, es capaz de sobrevivir en las condiciones de pH altamente acido del tracto gastrointestinal, permitiendo al virus infectar al huesped y diseminarse por el sistema linfático.[4] Segundo, porque puede replicarse muy rapidamente - el virus abruma los organos del huesped antes que se monte una respuesta inmune.[16] En individuos inmunes, anticuerpos contra el poliovirus estan presentes en las amigdalas, y tracto gastrointestinal, (especificamente IgA) y son capaces de bloquear la replicacion del poliovirus; anticuerpos IgG e IgM (séricos) contra poliovirus pueden prevenir la diseminacion del virus a las neuronas motoras del sistema nervioso central.[10]

Serotipos Existen tres serotipos de poliovirus, PV1 (Mahoney), PV2 (Lansing), y PV3 (León), cada uno con cápsides proteicas diferentes. El PV1 es la forma más común encontrada en la naturaleza, sin embargo las tres formas son muy infecciosas. Los tres tipos de poliovirus son estructuralmente similares a otros enterovirus humanos, coxsackievirus, echovirus, y pararhinovirus humanos, que también utilizan imitadores de inmunoglobulinas para entrar en las células huésped. La infección con un tipo de poliovirus no proporciona inmunidad contra los otros tipos, sin embargo segundos ataques dentro de la misma persona son extremadamente raros.

Referencias

  1. ↑ Ryan KJ; Ray CG (editors) (2004). Sherris Medical Microbiology, 4th ed., McGraw Hill. ISBN 0-8385-8529-9.
  2. ↑ a b c Hogle J. "Poliovirus cell entry: common structural themes in viral cell entry pathways". Annu Rev Microbiol 56: 677-702. PMID 12142481.
  3. ↑ Kitamura N, Semler B, Rothberg P, Larsen G, Adler C, Dorner A, Emini E, Hanecak R, Lee J, van der Werf S, Anderson C, Wimmer E (1981). "Primary structure, gene organization and polypeptide expression of poliovirus RNA". Nature 291 (5816): 547-53. PMID 6264310.
  4. ↑ a b c d David S. Goodsell (1998). The machinery of life. New York: Copernicus.
  5. ↑ He Y, Mueller S, Chipman P, Bator C, Peng X, Bowman V, Mukhopadhyay S, Wimmer E, Kuhn R, Rossmann M (2003). "Complexes of poliovirus serotypes with their common cellular receptor, CD155". J Virol 77 (8): 4827-35. PMID 12663789.
  6. ↑ (1996) (via NCBI Bookshelf) ISBN 0-9631172-1-1 Picornaviruses: The Enteroviruses: Polioviruses in: Baron's Medical Microbiology (Baron S et al, eds.)], 4th ed., Univ of Texas Medical Branch.
  7. ↑ a b c d Mueller S, Wimmer E, Cello J (2005). "Poliovirus and poliomyelitis: a tale of guts, brains, and an accidental event". Virus Res 111 (2): 175-93. PMID 15885840.
  8. ↑ a b c Charles Chan and Roberto Neisa. "Poliomyelitis". Brown University.
  9. ↑
  10. ↑ a b c Kew O, Sutter R, de Gourville E, Dowdle W, Pallansch M (2005). "Vaccine-derived polioviruses and the endgame strategy for global polio eradication". Annu Rev Microbiol 59: 587-635.
  11. ↑ Mueller S, Wimmer E (2003). "Recruitment of nectin-3 to cell-cell junctions through trans-heterophilic interaction with CD155, a vitronectin and poliovirus receptor that localizes to alpha(v)beta3 integrin-containing membrane microdomains". J Biol Chem 278 (33): 31251-60.
  12. ↑ SABIN A (1956). "Pathogenesis of poliomyelitis; reappraisal in the light of new data". Science 123 (3209): 1151-7.
  13. ↑ Yang W, Terasaki T, Shiroki K, Ohka S, Aoki J, Tanabe S, Nomura T, Terada E, Sugiyama Y, Nomoto A (1997). "Efficient delivery of circulating poliovirus to the central nervous system independently of poliovirus receptor". Virology 229 (2): 421-8.
  14. ↑ Ren R, Racaniello V (1992). "Poliovirus spreads from muscle to the central nervous system by neural pathways". J Infect Dis 166 (4): 747-52.
  15. ↑ Freistadt M, Eberle K (2000). "Hematopoietic cells from CD155-transgenic mice express CD155 and support poliovirus replication ex vivo". Microb Pathog 29 (4): 203-12.
  16. ↑ Racaniello V (2006). "One hundred years of poliovirus pathogenesis". Virology 344 (1): 9-16. PMID 16364730.
 
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