Virus del Nilo Occidental -West Nile virus

virus del Nilo Occidental
Imagen del virus del Nilo occidental.jpg
Una micrografía del virus del Nilo Occidental, que aparece en amarillo.
Clasificación de virus mi
(no clasificado): Virus
Reino : Riboviria
Reino: Orthornavirae
Filo: Kitrinoviricota
Clase: Flasuviricetes
Pedido: Amarillovirales
Familia: Flaviviridae
Género: Flavivirus
Especies:
virus del Nilo Occidental
Representación de cinta de la proteasa NS2B / NS3 del virus del Nilo Occidental

El virus del Nilo Occidental ( VNO ) es un virus de ARN monocatenario que causa la fiebre del Nilo Occidental . Es un miembro de la familia Flaviviridae , del género Flavivirus , que también contiene el virus Zika , el virus del dengue y el virus de la fiebre amarilla . El virus es transmitido principalmente por mosquitos , principalmente especies de Culex . Los huéspedes principales del VNO son las aves, por lo que el virus permanece dentro de un ciclo de transmisión "pájaro-mosquito-pájaro" . El virus está genéticamente relacionado con la familia de virus de la encefalitis japonesa .

Tanto los seres humanos como los caballos presentan síntomas de la enfermedad causados ​​por el virus, y los síntomas rara vez se presentan en otros animales. La identificación de la enfermedad humana se realizó por primera vez en 1937 en Uganda y en la segunda mitad del siglo XX se extendió a muchas otras partes del mundo.

Estructura

Como la mayoría de los otros flavivirus, el WNV es un virus envuelto con simetría icosaédrica . Los estudios con microscopio electrónico revelan un virión de 45 a 50 nm cubierto con una capa de proteína relativamente lisa ; esta estructura es similar al virus del dengue , otro flavivirus . La cubierta proteica está formada por dos proteínas estructurales: la glicoproteína E y la proteína de membrana pequeña M. La proteína E tiene numerosas funciones, incluida la unión al receptor , la unión viral y la entrada en la célula a través de la fusión de la membrana .

La capa externa de proteína está cubierta por una membrana lipídica derivada del hospedador , la envoltura viral . Se ha descubierto que la membrana lipídica del flavivirus contiene colesterol y fosfatidilserina , pero aún no se han identificado otros elementos de la membrana. La membrana lipídica tiene muchas funciones en la infección viral , que incluyen actuar como moléculas de señalización y mejorar la entrada a la célula. El colesterol, en particular, juega un papel integral en la entrada del VNO a la célula huésped . Las dos proteínas de la envoltura viral, E y M, se insertan en la membrana.

El genoma del ARN se une a las proteínas de la cápside (C), que tienen 105 residuos de aminoácidos de longitud, para formar la nucleocápside . Las proteínas de la cápside son una de las primeras proteínas creadas en una célula infectada; la proteína de la cápside es una proteína estructural cuyo propósito principal es empaquetar ARN en los virus en desarrollo. Se ha descubierto que la cápside previene la apoptosis al afectar la vía Akt.

Genoma

El genoma del virus del Nilo Occidental. Modificado después de Guzman et al. 2010.

El WNV es un virus de ARN monocatenario de sentido positivo . Su genoma tiene aproximadamente 11.000 nucleótidos de longitud y está flanqueado por estructuras de bucle de tallo no codificantes 5 'y 3' . La región codificante del genoma codifica tres proteínas estructurales y siete proteínas no estructurales (NS) , proteínas que no se incorporan a la estructura de nuevos virus. El genoma de WNV se traduce primero en una poliproteína y luego se escinde por las proteasas del virus y del huésped en proteínas separadas (es decir, NS1, C, E).

Proteínas estructurales

Las proteínas estructurales (C, prM / M, E) son la cápside, las proteínas precursoras de la membrana y las proteínas de la envoltura, respectivamente. Las proteínas estructurales están ubicadas en el extremo 5 'del genoma y se escinden en proteínas maduras tanto por las proteasas del huésped como por las virales.

Proteína estructural Función
C Proteína de la cápside; encierra el genoma del ARN, empaqueta el ARN en viriones inmaduros.
prM / M Los virus con proteína M son infecciosos: la presencia de proteína M permite la activación de proteínas involucradas en la entrada viral en la célula. La proteína prM (membrana precursora) está presente en viriones inmaduros, mediante la escisión adicional de la furina en proteína M, los viriones se vuelven infecciosos.
mi Una glicoproteína que forma la envoltura viral, se une a los receptores en la superficie de la célula huésped para ingresar a la célula.

Proteínas no estructurales

Las proteínas no estructurales consisten en NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B y NS5. Estas proteínas ayudan principalmente a la replicación viral o actúan como proteasas. Las proteínas no estructurales se encuentran cerca del extremo 3 'del genoma.

Proteína no estructural Función
NS1 NS1 es un cofactor para la replicación viral, específicamente para la regulación del complejo de replicación.
NS2A La NS2A tiene una variedad de funciones: participa en la replicación viral, el ensamblaje del virión y la inducción de la muerte de la célula huésped.
NS2B Un cofactor de NS3 y juntos forman el complejo de proteasa NS2B-NS3. Contiene dominios transmembrana que unen la proteasa a las membranas intracelulares.
NS3 Una serina proteasa que es responsable de la escisión de la poliproteína para producir proteínas maduras; también actúa como helicasa .
NS4A NS4A es un cofactor para la replicación viral, regula específicamente la actividad de la helicasa NS3.
NS4B Inhibe la señalización del interferón .
NS5 La proteína más grande y más conservada del WNV, NS5, actúa como metiltransferasa y ARN polimerasa , aunque carece de propiedades de corrección de pruebas.

Ciclo vital

Una vez que el VNO ha entrado con éxito en el torrente sanguíneo de un animal huésped, la proteína de la envoltura, E, se une a factores de unión llamados glicosaminoglicanos en la célula huésped. Estos factores de unión ayudan a la entrada en la célula, sin embargo, también es necesaria la unión a los receptores primarios. Los receptores primarios incluyen DC-SIGN , DC-SIGN-R y la integrina α v β 3 . Al unirse a estos receptores primarios, el WNV ingresa a la célula a través de endocitosis mediada por clatrina . Como resultado de la endocitosis, el WNV ingresa a la célula dentro de un endosoma .

La acidez del endosoma cataliza la fusión de las membranas endosomal y viral, lo que permite que el genoma se libere en el citoplasma. La traducción del ARN monocatenario de sentido positivo se produce en el retículo endoplásmico ; el ARN se traduce en una poliproteína que luego es escindida por las proteasas del huésped y virales NS2B-NS3 para producir proteínas maduras.

Para replicar su genoma, NS5, una ARN polimerasa , forma un complejo de replicación con otras proteínas no estructurales para producir un ARN monocatenario de sentido negativo intermedio ; la hebra de sentido negativo sirve como plantilla para la síntesis del ARN de sentido positivo final. Una vez que se ha sintetizado el ARN de sentido positivo, la proteína de la cápside, C, encierra las cadenas de ARN en viriones inmaduros. El resto del virus se ensambla a lo largo del retículo endoplásmico y a través del aparato de Golgi , y da como resultado viriones inmaduros no infecciosos. A continuación, la proteína E se glicosila y la furina , una proteasa de la célula huésped, escinde la prM en la proteína M, produciendo así un virión maduro infeccioso. Luego, los virus maduros se secretan fuera de la célula.

Filogenia

Árbol filogenético de los virus del Nilo Occidental basado en la secuenciación del gen de la envoltura durante la secuenciación completa del genoma del virus

El VNO es uno de los serocomplejos antigénicos de la encefalitis japonesa , junto con el virus de la encefalitis japonesa, el virus de la encefalitis de Murray Valley , el virus de la encefalitis de Saint Louis y algunos otros flavirus. Los estudios de linajes filogenéticos han determinado que el WNV surgió como un virus distinto hace unos 1000 años. Este virus inicial se desarrolló en dos linajes distintos. El linaje 1 y sus múltiples perfiles es la fuente de transmisión de la epidemia en África y en todo el mundo. El linaje 2 se consideró una zoonosis africana . Sin embargo, en 2008, el linaje 2, que antes solo se veía en caballos en África subsahariana y Madagascar, comenzó a aparecer en caballos en Europa, donde el primer brote conocido afectó a 18 animales en Hungría. El virus del Nilo Occidental del linaje 1 se detectó en Sudáfrica en 2010 en una yegua y su feto abortado ; anteriormente, solo se había detectado el virus del Nilo Occidental del linaje 2 en caballos y seres humanos en Sudáfrica. El virus Kunjin es un subtipo del virus del Nilo Occidental endémico de Oceanía . Un caso fatal en 2007 en una orca en Texas amplió la gama de hospedadores conocidos del virus del Nilo Occidental para incluir a los cetáceos .

Desde los primeros casos de América del Norte en 1999, el virus se ha informado en los Estados Unidos, Canadá, México, el Caribe y América Central. Ha habido casos humanos y equinos, y muchas aves están infectadas. El macaco de Berbería , Macaca sylvanus , fue el primer primate no humano en contraer el VNO. Tanto la cepa estadounidense como la israelí están marcadas por altas tasas de mortalidad en las poblaciones de aves infectadas; la presencia de aves muertas, especialmente córvidos, puede ser un indicador temprano de la llegada del virus.

Alcance y transmisión de host

Los huéspedes naturales del VNO son las aves y los mosquitos. Se ha demostrado que más de 300 especies diferentes de aves están infectadas con el virus. Algunas aves, incluido el cuervo americano ( Corvus brachyrhynchos ), el arrendajo azul ( Cyanocitta cristata ) y el urogallo mayor ( Centrocercus urophasianus ), mueren a causa de la infección, pero otras sobreviven. Se cree que el petirrojo americano ( Turdus migratorius ) y el gorrión común ( Passer domesticus ) se encuentran entre las especies de reservorios más importantes en las ciudades de Norteamérica y Europa. Los zorzales pardos ( Toxostoma rufum ), los catbirds grises ( Dumetella carolinensis ), los cardenales del norte ( Cardinalis cardinalis ), los sinsontes del norte ( Mimus polyglottos ), los zorzales ( Hylocichla mustelina ) y la familia de las palomas se encuentran entre las otras aves comunes de América del Norte en las que la alta Se han encontrado niveles de anticuerpos contra el VNO.

El VNO se ha demostrado en una gran cantidad de especies de mosquitos, pero las más importantes para la transmisión viral son las especies de Culex que se alimentan de aves, incluidas Culex pipiens , C. restuans , C. salinarius , C. quinquefasciatus , C. nigripalpus , C. erraticus y C. tarsalis . También se ha demostrado una infección experimental con vectores de garrapatas blandas , pero es poco probable que sea importante en la transmisión natural.

El VNO tiene una amplia gama de huéspedes y también se sabe que puede infectar al menos 30 especies de mamíferos , incluidos humanos, algunos primates no humanos, caballos, perros y gatos. Algunos humanos y caballos infectados experimentan enfermedades, pero los perros y gatos rara vez muestran síntomas. Los reptiles y anfibios también pueden infectarse, incluidas algunas especies de cocodrilos, caimanes, serpientes, lagartos y ranas. Los mamíferos se consideran huéspedes incidentales o sin salida del virus: por lo general, no desarrollan un nivel suficientemente alto de virus en la sangre ( viremia ) para infectar a otro mosquito que se alimenta de ellos y continuar con el ciclo de transmisión; algunas aves también son hospederos sin salida.

En el ciclo normal de transmisión rural o enzoótica , el virus alterna entre el reservorio de aves y el mosquito vector. También se puede transmitir entre aves a través del contacto directo, al comer un cadáver de ave infectada o al beber agua infectada. La transmisión vertical entre la hembra y la descendencia es posible en los mosquitos y podría ser potencialmente importante durante la hibernación. En el ciclo urbano o de propagación, los mosquitos infectados que se han alimentado de aves infectadas transmiten el virus a los humanos. Esto requiere especies de mosquitos que pican tanto a las aves como a los humanos, que se denominan vectores puente. El virus también rara vez se puede transmitir a través de transfusiones de sangre, trasplantes de órganos o de madre a bebé durante el embarazo, el parto o la lactancia. A diferencia de las aves, no se propaga directamente entre las personas.

Enfermedad

Humanos

virus del Nilo Occidental

La fiebre del Nilo Occidental es una infección por el virus del Nilo Occidental, que normalmente se transmite por mosquitos . En aproximadamente el 80% de las infecciones, las personas presentan pocos o ningún síntoma . Aproximadamente el 20% de las personas presenta fiebre , dolor de cabeza, vómitos o sarpullido. En menos del 1% de las personas se produce encefalitis o meningitis , con rigidez del cuello, confusión o convulsiones asociadas. La recuperación puede llevar de semanas a meses. El riesgo de muerte entre aquellos en quienes el sistema nervioso se ve afectado es de alrededor del 10 por ciento.

El virus del Nilo Occidental (VNO) generalmente se transmite por mosquitos que se infectan cuando se alimentan de aves infectadas, que a menudo son portadoras de la enfermedad . Rara vez el virus se transmite a través de transfusiones de sangre, trasplantes de órganos o de madre a bebé durante el embarazo, el parto o la lactancia, pero por lo demás no se transmite directamente entre las personas. Los riesgos de enfermedad grave incluyen tener más de 60 años y otros problemas de salud. El diagnóstico generalmente se basa en síntomas y análisis de sangre.

No existe una vacuna humana . La mejor forma de reducir el riesgo de infección es evitar las picaduras de mosquitos. Las poblaciones de mosquitos pueden reducirse eliminando los charcos de agua estancados, como en llantas viejas, baldes, cunetas y piscinas. Cuando los mosquitos no se pueden evitar, repelente de mosquitos , mosquiteros en las ventanas y mosquiteros reducen la probabilidad de ser mordido. No existe un tratamiento específico para la enfermedad; los analgésicos pueden reducir los síntomas.

El virus se descubrió en Uganda en 1937 y se detectó por primera vez en América del Norte en 1999. El VNO se ha producido en Europa, África, Asia, Australia y América del Norte. En los Estados Unidos se reportan miles de casos al año, y la mayoría ocurre en agosto y septiembre. Puede ocurrir en brotes de enfermedades. También puede producirse una enfermedad grave en los caballos, para los que se dispone de una vacuna. Un sistema de vigilancia en aves es útil para la detección temprana de un posible brote humano.

Caballos

La enfermedad grave también puede ocurrir en caballos. Actualmente se encuentran disponibles varias vacunas para estos animales. Antes de la disponibilidad de las vacunas veterinarias, alrededor del 40% de los caballos infectados en América del Norte murieron.

Epidemiología

Según el Centro para el Control de Enfermedades, la infección por el virus del Nilo occidental es estacional en las zonas templadas. Los climas templados, como los de Estados Unidos y Europa, ven la temporada alta de julio a octubre. La temporada alta cambia según la región geográfica y los climas más cálidos y húmedos pueden ver temporadas altas más largas. Todas las edades tienen la misma probabilidad de infectarse, pero hay una mayor cantidad de muerte y el virus del Nilo Occidental neuroinvasivo en personas de 60 a 89 años. Las personas de mayor edad tienen más probabilidades de sufrir efectos adversos.

Existen varios modos de transmisión, pero la causa más común de infección en los seres humanos es la picadura de un mosquito infectado. Otros modos de transmisión incluyen transfusión de sangre, trasplante de órganos, lactancia materna, transmisión transplacentaria y adquisición de laboratorio. Estos modos alternativos de transmisión son extremadamente raros.

Prevención

Los esfuerzos de prevención contra el VNO se centran principalmente en prevenir el contacto humano y las picaduras de mosquitos infectados. Esto es doble, primero por acciones de protección personal y segundo por acciones de control de mosquitos. Cuando una persona se encuentra en un área que tiene VNO, es importante evitar la actividad al aire libre, y si sale al exterior debe usar un repelente de mosquitos con DEET. Una persona también puede usar ropa que cubra más piel, como mangas largas y pantalones. El control de los mosquitos se puede realizar a nivel comunitario e incluir programas de vigilancia y programas de control que incluyen pesticidas y reducción de los hábitats de los mosquitos. Esto incluye drenar el agua estancada. Los sistemas de vigilancia en aves son particularmente útiles. Si se encuentran aves muertas en un vecindario, se debe informar del evento a las autoridades locales. Esto puede ayudar a los departamentos de salud a vigilar y determinar si las aves están infectadas con el virus del Nilo Occidental.

A pesar de la disponibilidad comercial de cuatro vacunas veterinarias para caballos, ninguna vacuna humana ha progresado más allá de los ensayos clínicos de fase II . Se han realizado esfuerzos para producir una vacuna para uso humano y se han producido varios candidatos, pero ninguno tiene licencia para su uso. El mejor método para reducir el riesgo de infecciones es evitar las picaduras de mosquitos. Esto se puede hacer eliminando los charcos de agua estancados, como en llantas viejas, baldes, cunetas y piscinas. Repelente de mosquitos , mosquiteros en las ventanas , mosquiteros , y evitando áreas donde los mosquitos se producen también pueden ser útiles.

Cambio climático

Distribución mundial del virus del Nilo occidental de los CDC

Al igual que otras enfermedades tropicales que se espera que hayan aumentado su propagación debido al cambio climático, existe la preocupación de que las condiciones climáticas cambiantes aumenten la propagación del virus del Nilo Occidental. El cambio climático afectará las tasas de enfermedad, los rangos, la estacionalidad y afectará la distribución del virus del Nilo Occidental.

Los cambios proyectados en la frecuencia y severidad de las inundaciones pueden traer nuevos desafíos en la gestión del riesgo de inundaciones , permitiendo un aumento de las poblaciones de mosquitos en las áreas urbanas. Las condiciones climáticas afectadas por el cambio climático, incluida la temperatura, las precipitaciones y el viento, pueden afectar las tasas de supervivencia y reproducción de los mosquitos, los hábitats adecuados, la distribución y la abundancia. Las temperaturas ambientales impulsan las tasas de replicación de mosquitos y la transmisión del VNO al afectar la temporada alta de mosquitos y las variaciones geográficas. Por ejemplo, el aumento de temperatura puede afectar la tasa de replicación del virus, acelerar la tasa de evolución del virus y la eficiencia de la transmisión viral. Además, las temperaturas invernales más altas y la primavera más cálida pueden llevar a una mayor población de mosquitos en verano, lo que aumenta el riesgo de contraer el VNO. De manera similar, las lluvias también pueden impulsar las tasas de replicación de los mosquitos y afectar la estacionalidad y las variaciones geográficas del virus. Los estudios muestran una asociación entre las fuertes precipitaciones y una mayor incidencia de VNO notificada. Asimismo, el viento es otro factor ambiental que sirve como mecanismo de dispersión de los mosquitos.

Los mosquitos tienen tolerancias ambientales extremadamente amplias y una distribución geográfica casi ubicua, y están presentes en todas las principales masas terrestres, excepto en la Antártida e Islandia. No obstante, los cambios en el clima y el uso de la tierra en escalas de tiempo ecológicas pueden expandir o fragmentar sus patrones de distribución de diversas formas, lo que genera preocupaciones por la salud humana.

Ver también

Referencias

enlaces externos