Arenavirus - Arenavirus

Arenaviridae
Virus-04-02973-g002.webp
(A) Micrografía electrónica del virus Lassa , barra = 100 nm (B) diagrama y (C) genoma del arenavirus
Clasificación de virus mi
(no clasificado): Virus
Reino : Riboviria
Reino: Orthornavirae
Filo: Negarnaviricota
Clase: Ellioviricetes
Pedido: Bunyavirales
Familia: Arenaviridae
Genera

Un arenavirus es un virus de ARN ambisentido bisegmentado que es miembro de la familia Arenaviridae . Estos virus infectan a los roedores y ocasionalmente a los humanos. También se ha descubierto una clase de arenavirus novedosos y altamente divergentes, propiamente conocidos como reptarenavirus, que infectan a las serpientes para producir la enfermedad de los cuerpos de inclusión . Se sabe que al menos ocho arenavirus causan enfermedades humanas. Las enfermedades derivadas de los arenavirus varían en gravedad. La meningitis aséptica, una enfermedad humana grave que causa inflamación que cubre el cerebro y la médula espinal, puede surgir del virus de la coriomeningitis linfocítica . Fiebre hemorrágica síndromes, incluyendo la fiebre de Lassa , se derivan de infecciones tales como virus Guanarito , virus Junin , virus Lassa , virus lujo , virus Machupo , virus Sabia , o virus Whitewater Arroyo . Debido a la asociación epidemiológica con los roedores, algunos arenavirus y bunyavirus se denominan robovirus .

Estructura

Estructura y composición del genoma del mammarenavirus.

Vistos en sección transversal, los arenavirus contienen partículas granuladas que son ribosomas adquiridos de sus células huésped. Es por esta característica que adquirieron el nombre arena , de la raíz latina que significa arena . No se cree que las estructuras ribosómicas sean esenciales para la replicación del virus. Las partículas de virus, o viriones, son pleomórficas (de forma variable), pero a menudo son esféricas, con un diámetro de 60 a 300 nm y están cubiertas con picos de glicoproteínas en la superficie.

El virus contiene una nucleocápside con cuentas con dos segmentos de ARN monocatenarios . La nucleocápside consta de un núcleo de ácido nucleico encerrado en una cubierta de proteína. Aunque se clasifican como virus de sentido negativo , los arenavirus son ambisentidos . Mientras que las secciones de su genoma codifican genes en sentido negativo (polaridad inversa), otras secciones codifican genes en la dirección opuesta (sentido directo / positivo). Se teoriza que esta compleja estructura de expresión génica es un sistema regulador primitivo que permite al virus controlar qué proteínas se sintetizan en qué punto del ciclo de vida. El ciclo de vida del arenavirus se limita al citoplasma celular.

Genoma

Genomas de Arenaviridae

Los arenavirus tienen un genoma de ARN segmentado que consta de dos ARN ambisentido monocatenarios. Como ocurre con todos los virus de ARN de sentido negativo, el ARN genómico por sí solo no es infeccioso y se requiere la maquinaria de replicación viral para iniciar la infección dentro de una célula huésped. El ARN de sentido genómico empaquetado en el virión de arenavirus se denomina ARN de sentido negativo y primero debe copiarse en un ARNm de sentido positivo para producir proteína viral . Los dos segmentos de ARN se denominan Small (S) y Large (L), y codifican cuatro proteínas virales en una estrategia de codificación ambisentido única. Cada segmento de ARN codifica dos proteínas virales en orientación opuesta, de modo que el genoma de ARN de sentido negativo sirve como molde para la transcripción de un solo ARNm y la copia de sentido positivo de los moldes del genoma de ARN un segundo ARNm . Las secuencias codificantes separadas de las dos proteínas virales se dividen por una secuencia de ARN de la región intergénica que se predice que se pliega en una estructura de horquilla estable.

Los extremos de cada segmento de ARN contienen una secuencia altamente conservada de 19 nucleótidos que es crítica para el reclutamiento de la maquinaria de replicación viral y el inicio de la transcripción del ARNm viral y la replicación genómica . Las secuencias de extremos de ARN 5 'y 3' conservadas son complementarias y permiten que cada segmento de ARN adopte una estructura de panhandle de ARN bicatenario que mantiene los extremos en estrecha proximidad y da como resultado una apariencia circular de las plantillas genómicas de arenavirus purificadas visualizadas por microscopía electrónica . La estructura panhandle del ARN bicatenario es fundamental para la síntesis eficaz del ARN viral, pero las posibles interacciones del ARN bicatenario interterminal deben aliviarse transitoriamente para reclutar la polimerasa viral .

El ARN del segmento S tiene aproximadamente 3,5 kb y codifica la proteína de la nucleocápsida viral (NP) y la glicoproteína (GPC). El ARN del segmento L tiene aproximadamente 7,2 kb y codifica la ARN polimerasa (L) dependiente del ARN viral y una pequeña proteína que contiene el dominio RING (Z).

La proteína Z forma homooligómeros y un componente estructural de los viriones. La formación de estos oligómeros es un paso esencial para el ensamblaje y la gemación de las partículas. La unión entre Z y el complejo de glicoproteína de la envoltura viral es necesaria para la infectividad del virión. Z también interactúa con las proteínas L y NP. La actividad de la polimerasa parece estar modulada por la asociación entre las proteínas L y Z. La interacción entre las proteínas Z y NP es fundamental para el empaquetamiento del genoma.

Microbiología

Ciclo de replicación de arenavirus.

La glicoproteína (GP) se sintetiza como molécula precursora. Se divide en tres partes: GP1, GP2 y un péptido señal estable (SSP). Estas reacciones son catalizadas por las peptidasas de señal celular y la enzima celular Subtilisina Kexina Isozima-1 (SKI-1) / Proteasa del Sitio-1 (S1P). Estos procesos son esenciales para la competencia de fusión y la incorporación de GP maduro en partículas de virión en gemación nacientes.

Taxonomía

Dentro de la familia Arenaviridae , los arenavirus se incluían anteriormente en el género Arenavirus , pero en 2014 se dividieron en los géneros Mammarenavirus para aquellos con hospedadores mamíferos y Reptarenavirus para aquellos que infectan serpientes. Los reptarenavirus y los mammarenavirus están separados por una barrera de especies impenetrable. Los roedores infectados no pueden transmitir la enfermedad a las serpientes y la EII en las serpientes cautivas no es transmisible a los humanos.

También se ha establecido un tercer género, Hartmanivirus (que no debe confundirse con el género Haartmanvirus de los fagos de vibrio de la familia Demerecviridae , orden Caudovirales ), que incluye otras especies que infectan serpientes. La organización del genoma de este género es típica de los arenavirus, pero sus glicoproteínas se parecen a las de los filovirus . Las especies de este género carecen de la proteína de la matriz.

También se ha establecido un cuarto género, Antennavirus , para acomodar dos arenavirus que se encuentran en el pez rana estriado ( Antennarius striatus ).

Los mammarenavirus se pueden dividir en dos serogrupos, que difieren genéticamente y por distribución geográfica: cuando el virus se clasifica como "Viejo Mundo", esto significa que se encontró en el hemisferio oriental en lugares como Europa, Asia y África. Cuando se encuentra en el hemisferio occidental, en lugares como Argentina, Bolivia, Venezuela, Brasil y Estados Unidos, se clasifica como "Nuevo Mundo". El virus de la coriomeningitis linfocítica (LCM) es el único arenavirus que existe en ambas áreas, pero está clasificado como un virus del Viejo Mundo. Los virus de las áreas del Viejo y del Nuevo Mundo parecen haber divergido hace unos 45.000 años. Los Mammarenavirus del Viejo Mundo se originaron hace entre 23,1 y 1,88 mil años, probablemente en el sur de África, mientras que los Mammarenavirus del Nuevo Mundo evolucionaron en la región de América Latina y el Caribe hace entre 41,4 y 3,3 mil años.

Mammarenavirus

Complejo del Viejo Mundo

Taxonomía y ubicación de arenavirus

Complejo del Nuevo Mundo

Reptarenavirus

Hartmanivirus

Antenavirus

Evolución

Se ha estudiado la evolución del género Mammarenavirus. Las especies del Nuevo Mundo y del Viejo Mundo divergieron hace menos de 45.000 años. Las especies del Nuevo Mundo evolucionaron hace entre 41.400 y 3.300 años en la región de América Latina y el Caribe. Las especies del Viejo Mundo evolucionaron hace entre 23.100 y 1.880 años, muy probablemente en el sur de África.

Embalses

Algunos arenavirus son patógenos zoonóticos y generalmente se asocian con enfermedades transmitidas por roedores en humanos. Cada virus suele estar asociado con una especie hospedadora de roedores en particular en la que se mantiene. Los arenavirus persisten en la naturaleza infectando primero a los roedores y luego transmitiéndose a los humanos. Los seres humanos pueden infectarse a través de la exposición de las mucosas a aerosoles o por el contacto directo de la piel raspada con el material infeccioso, derivado de roedores infectados. Los aerosoles son neblinas finas o pulverizaciones de excrementos secos de roedores, especialmente orina que cae al medio ambiente. La mayoría de los Arenavirus capturados por humanos se encuentran dentro de sus propios hogares cuando estos roedores buscan refugio. El virus se puede contraer en las fábricas, a partir de alimentos contaminados o dentro de las áreas de trabajo agrícola. El riesgo de los seres humanos de contraer la infección por Arenavirus está relacionado con la edad, la raza o el sexo dentro del grado de contacto con las excretas secas de los roedores.

Epidemiología

Hospedadores

Enfermedades y hospedadores por arenavirus
Virus Enfermedad Anfitrión Distribución
Dandenong Fiebre hemorrágica de Dandenong Desconocido viejo mundo (casos australianos de Serbia)
Virus de la coriomeningitis linfocítica Coriomeningitis linfocítica Ratón doméstico ( Mus musculus ) En todo el mundo
Virus de Lassa fiebre de Lassa Ratón Natal multimammate ( Mastomys natalensis ) África occidental
Virus Junin Fiebre hemorrágica argentina Ratón Vesper de las Tierras Secas ( Calomys musculinus ) Argentina
Virus Machupo Fiebre hemorrágica boliviana Ratón Vesper grande ( Calomys callosus ) Bolivia
Virus Guanarito Fiebre hemorrágica venezolana Ratón de caña de cola corta ( Zygodontomys brevicauda ) Venezuela
Virus Sabiá Fiebre hemorrágica brasileña Desconocido Brasil
Virus Tacaribe Murciélago ( Artibeus ) Trinidad
Virus Flexal Enfermedad similar a la influenza Rata de arroz ( Oryzomys ) Brasil
Virus del Arroyo de aguas bravas Fiebre hemorrágica Rata de madera ( Neotoma ) Suroeste de Estados Unidos

Enfermedades clinicas

Comparación de fenotipos de enfermedad de arenavirus OW y NW
  1. Los virus de la coriomeningitis linfocítica (LCM) causan una enfermedad febril similar a la influenza , pero en ocasiones pueden causar meningitis, característicamente acompañada de una gran cantidad de linfocitos en el líquido cefalorraquídeo (como sugiere el nombre LCM).
  2. El virus de Lassa causa la fiebre de Lassa . La fiebre de Lassa es endémica en África occidental. El virus se aisló por primera vez de estadounidenses estacionados en la aldea de Lassa, Nigeria. El virus se puede transmitir de persona a persona.
    • Enfermedades subclínicas: los estudios serológicos sugieren que las infecciones inaparentes, particularmente entre los miembros de las tribus de caza, son comunes.
    • Infecciones clínicas: la fiebre de Lassa se caracteriza por fiebre alta, mialgia grave, coagulopatía, erupción cutánea hemorrágica y hemorragia visceral ocasional, así como necrosis del hígado y el bazo.
  3. Otros Arenavirus como el virus Junin y el virus Machupo causan fiebres hemorrágicas.

Todas estas enfermedades representan una gran amenaza para la salud pública en las regiones donde se está produciendo. Por ejemplo, cuando el virus de Lassa del Viejo Mundo se convierte en fiebre de Lassa, esto generalmente resulta en una cantidad significativa de mortalidad. De manera similar, el virus Junín del Nuevo Mundo causa la fiebre hemorrágica argentina. Esta fiebre es una enfermedad grave con manifestaciones hemorrágicas y neurológicas y una letalidad del quince al treinta por ciento. La forma en que este virus se propaga es a través del aumento de viajes hacia y desde regiones endémicas. Este viaje ha llevado a la importación de la fiebre de Lassa a áreas metropolitanas no endémicas de todo el mundo.

Brotes recientes

Una nueva especie de arenavirus llamada virus Lujo se ha relacionado con cinco pacientes que presentaban síntomas de fiebre hemorrágica viral en Sudáfrica. La enfermedad se originó cerca de Lusaka, Zambia y se propagó a Johannesburgo , Sudáfrica , después de que el primer paciente fuera trasladado a un hospital allí. Los resultados de las pruebas de secuenciación genética realizadas por epidemiólogos de la Universidad de Columbia en la ciudad de Nueva York , EE. UU., Y en la División de Patógenos Especiales de los Centros para el Control de Enfermedades en Atlanta , EE. UU., Proporcionaron evidencia de que el agente causal de la enfermedad es un virus del familia Arenaviridae, que finalmente resultó en la muerte de cuatro de los cinco infectados en Zambia y Sudáfrica durante el brote que comenzó en septiembre de 2008.

Arenavirus también ha señalado como la causa de muerte de tres receptores de órganos de donantes en Australia que contrajeron el virus después de recibir donaciones de riñón e hígado de un solo donante de órganos infectado a finales de 2006. Los tres murieron en la primera semana de 2007.

La OMS y sus socios de la Red mundial de alerta y respuesta ante brotes epidémicos (GOARN) continúan apoyando a los Ministerios de Salud de los dos países en diversas facetas de la investigación del brote, incluido el diagnóstico de laboratorio, las investigaciones, la búsqueda activa de casos y el seguimiento de los contactos.

Tratos

Hay muy pocos métodos de tratamiento disponibles. La falta actual de una vacuna autorizada y las opciones terapéuticas limitadas para el arenavirus lo convierten en uno de los grupos de virus más desatendidos. El único fármaco autorizado para el tratamiento de la infección por arenavirus humano es el análogo de nucleósido ribavirina . La ribavirina reduce la morbilidad y la mortalidad en humanos infectados con ciertos arenavirus, como las infecciones por LASV y JUNV, si se toma en las primeras etapas de la enfermedad. La ribavirina muestra un éxito mixto en el tratamiento de la enfermedad por arenavirus grave y se asocia con toxicidades importantes.

Enfoques experimentales

Los medicamentos antivirales eficaces deben producirse a bajo costo, tomarse por vía oral y ser capaces de resistir los climas tropicales debido a las regiones donde ocurren estas infecciones. Por esta razón, el cribado de alto rendimiento (HTS) de bibliotecas moleculares pequeñas podría ser la respuesta para encontrar un remedio mejor. HTS recopila bibliotecas de pequeñas moléculas sintéticas que pueden usarse para identificar moléculas "agonistas" promotoras de proteínas o interacciones "antagonistas" inhibidoras de proteínas. Con HTS se pueden descubrir fármacos antivirales sostenibles contra posibles nuevos virus patógenos humanos.

La inmunoterapia es otro enfoque potencial. Se han probado anticuerpos monoclonales contra el virus Junin en modelos animales. En 2020 se estaba investigando un agente inmunoterapéutico activo contra todos los mammarenavirus probados que usan el receptor de transferrina 1 como su receptor .

Referencias

enlaces externos