Ciclo de Replicación del Poliovirus

POLIOVIRUS

I

ntroducción

El virus polio (VP) sólo infecta al ser humano y, de éste, sólo su sistema nervioso central y, más específicamente, la sustancia gris en la médula y tronco del encéfalo, por representar éstos un ámbito perfecto para su reproducción.

Dentro de las células nerviosas, el VP se reproduce, y sale de éstas sólo para infectar nuevas células, proceso que se repite innumerables veces, hasta que el organismo genera los anticuerpos necesarios para neutralizarlo. Mientras este proceso tiene lugar, el VP roba a las células nerviosas todas sus proteínas, limitando, e incluso inhibiendo su propio desarrollo.



Clasificación

Familia Picornaviridae, género enterovirus, especie virus polio (VP).Polio virus:Virus que pertenece ala familia de los picornaviridae, que posee ARN monocatenario con polaridad positiva, siendo del grupo IV. Es un virus icosaedrico y desnudo de aproximadamente 27 nm de diámetro son unos de los mas pequeños, con 7.5 Kb de longitud. El nombre de picornaviridae significa pico=pequeño,rna= que contiene ARN. Dentro de los picornaviridae se encuentran los enterovirus ( polio virus y otros virus ) y los rinovirus (en los que se encuentran los agentes mas habituales del resfriado común).

La principal via de ingreso del polio virus es la boca y la transmisión se produce sobre todo de una persona a otra por la via orofecal.

Estos virus son resistentes ala acidez gástrica ( estables a un pH = 3) y ala bilis y auna temperatura corporal de 37°C.

Al ingresar al cuerpo el polio virus busca su celula blanco que son las CD155 estas se encuentran en el tracto gastro intestinal ( placas de peyer) ,también el parte terminal del axón. Llegan a sangre e invadir el SNC causando diferentes enfermedades.

Estructura del virión

Es un virus pequeño de 20 a 30 nm de diámetro, esférico y con simetría icosaédrica, semejante a un cristal. La partícula vírica o virión, esta formada por el genoma viral, que es un ácido nucleico y una cápside de proteínas llamada nucleocápaside
No tiene envuelta lipídica, es un virus desnudo.

El genoma viral

Constituye el material genético del virus. Es una molécula de ARN de 7,4 a 58,5 Kb , de polaridad positiva, es decir, puede funcionar como ARN mensajero (ARNm).

La mayoría del genoma (90%) codifica por una gran proteína, que posteriormente, es fragmentada por unas enzimas víricas, llamadas proteasas, dando lugar a las proteínas víricas. Los extremos del genoma (el 10% restante, aproximadamente) denominados 3´ y 5´ no son codificantes, no generan proteínas, pero actúan en la regulación de la replicación viral.La nucleocápside
Protege al genoma viral y da la estructura a la partícula vírica.
Está formada por cuatro proteínas estructurales, denominadas VP1, VP2, VP3 y VP4. Las tres primeras son externas y la cuarta es interna y está unida covalentemente al extremo 5´ del genoma viral. En la superficie del virión hay unas zonas que sobresalen, y son las encargadas de activar la respuesta inmune; zonas donde se unirán los anticuerpos específicos neutralizantes y otras zonas deprimidas, por donde el virus interacciona con el receptor celular, que es una inmunoglobulina (Ig) del sistema nervioso central, para infectar a las células diana (las neuronas).

El ciclo de la replicación viral
Los virus son incapaces de reproducirse por sí solos. Necesitan utilizar parte de la maquinaria biosintética de las células específicas que infectan, en detrimento de éstas, por lo que se les llama parásitos celulares.

Los virus tienen una apetencia específica por determinados huéspedes. Esta característica se llama tropismo celular. Así, por ejemplo, el VP sólo infecta al hombre y, de forma experimental, también a algunos primates, pero no infecta a otros animales. Además, no todos los órganos, ni cualquier célula le sirven, sólo aquellas que tengan el receptor adecuado, convirtiéndolas en células susceptibles. Para el VP, éstas son las células del sistema nervioso central. Cuando el VP entra en contacto con la célula adecuada, se une a los receptores celulares quedando adsorbido a la membrana celular. Ésta le rodea completamente formando una vesícula llamada endosoma, que le transporta al interior de la célula; al citoplasma. Dentro del endosoma, unas enzimas celulares rompen la nucleocápside (proteasas) y liberan el ARN viral al citoplasma. Este se introduce en un ribosoma celular, desde donde inicia su replicación, sintetizando los componentes necesarios para formar viriones nuevos; es decir, la nueva progenie viral. Esto provoca una limitación o, incluso la inhibición del metabolismo celular, ya que algunas proteínas celulares van a ser utilizadas por el virus, con el consiguiente perjuicio para la célula.Síntesis de las proteínas víricas

El ARN viral tiene capacidad para replicarse y para funcionar como ARN mensajero, traduciéndose a la gran proteína, llamada poliproteína, utilizando la mayoría del genoma (aproximadamente el 90%). Esta poliproteína es el precursor de las proteínas víricas. La poliproteína inmediatamente se rompe, por acción de las proteasas, y da lugar a proteínas más pequeñas; cuatro estructurales que forman la nucleocápside y otras que no son estructurales, y no forman parte del virión, pero son necesarias para la replicación viral y para inhibir la síntesis de componentes celulares. Entre las proteínas no estructurales está la ARN polimerasa vírica, que será la encargada de dirigir la síntesis de las cadenas nuevas del genoma viral, el VP la sintetiza porque en la célula no existe ninguna enzima con esa actividad.Replicación del genoma viral
Por acción de la ARN polimerasa vírica, cada molécula del ARN positivo vírico se copia a una cadena complementaria de ARN negativo, que será utilizado como molde para volver a ser copiado a una cadena nueva de ARN positivo. De esta forma, la información genética es copiada íntegramente originando cadenas casi idénticas nuevas del genoma viral original. Este ciclo se repite muchas veces, mientras que la infección esté activa.Formación del virión, ensamblaje
Con las proteínas estructurales recién sintetizadas, se forma la nucleocápside. Después entra el ARN nuevo, plegándose para adaptarse al hueco y de esta manera, se forma el virión nuevo. Los virus nuevos se acumulan en el citoplasma hasta que la célula se rompe y son liberados al exterior como partículas infecciosas con capacidad para infectar células próximas y repetir el ciclo hasta que la infección se para por acción de los anticuerpos neutralizantes, que el organismo huésped sintetiza para abortar la infección.

Durante un tiempo, llamado de eclipse, no se detectan viriones infecciosos dentro de la célula. Esta fase se corresponde con la ruptura de la nucleocápsida y la liberación del ARN viral, hasta la formación de los nuevos viriones.

La replicación viral no siempre ocurre con la misma eficacia. No todos los virus infecciosos se adsorben a la célula. De los que se adsorben, algunos no penetran en el interior celular. Se sintetiza mucho material vírico, proteínas y ARN, pero no todo se utiliza para forman viriones completos, pueden quedar nucleocápsidas vacías, son las llamadas partículas defectivas que no son infecciosas.

La replicación viral cesa cuando actúan los anticuerpos neutralizantes específicos. Estos anticuerpos sintetizados por los linfocitos B, que han sido estimulados previamente por las proteínas externas de la nucleocápside (antígenos), se unen a las zonas prominentes del virión, lo rodean y ocultan las zonas deprimidas donde se tendrían que unir los receptores celulares para iniciar la infección. A medida que la infección progresa, aumenta la síntesis de anticuerpos, hasta que estos prevalecen, neutralizando todos los viriones nuevos, abortando y resolviendo la infección.

Variabilidad genética

Los virus ARN poseen una variabilidad genética. Esto ocurre porque durante la replicación del ARN se producen errores que no pueden ser subsanados por enzimas celulares. De esta manera se originan virus nuevos con pequeñas diferencias, mutaciones, a veces imperceptibles. Estas mezclas de virus nuevos se llaman cuasiespecies. Otras veces, las mutaciones son más importantes y dan lugar a tipos distintos para la misma especie. Así, los VP presentan tres tipos diferentes, a saber, tipo 1, 2 y 3. Estos tipos se diferencian en las proteínas de la nucleocápsida, hasta el punto en que los anticuerpos neutralizantes sintetizados frente a un determinado tipo de VP no actúan frente a los otros tipos. La variabilidad genética es un mecanismo evolutivo que los virus poseen al igual que otros organismos y que les ha permitido adaptarse a las distintas circunstancias y llegar hasta nuestros días, en este caso, para nuestra desgracia.

El VP fue el primer virus que se consiguió cultivar, en 1949, en líneas celulares. En 1980, se secuenció su genoma, siendo el primer virus animal con ARN secuenciado. También ha sido el primer virus infeccioso que se ha podido sintetizar sin la base de un cultivo celular, lo cual ocurrió en 1991. Gracias al éxito de las vacunas antipoliomielíticas y a los avances tecnológicos, el VP se puede utilizar como vector para conseguir determinadas proteínas y vacunas contra otros agentes infecciosos.

Adaptabilidad y resistencia

Los VP resisten cualquier tipo de terapia hasta ahora conocida. También son resistentes a la acción de solventes o detergentes, y a los medios ácidos, y soportan temperaturas cercanas a los 50ºC. Son unos agentes infecciosos muy bien diseñados para permanecer mucho tiempo fuera de sus organismos huésped y poder sobrevivir.





PATOGENESIS DE LA POLIOMIELITIS.
La poliomielitis es una enfermedad infecciosa aguda causada por uno de los siguientes tres tipos de virus gastrointestinales: poliovirus tipo 1, 2 y 3. El poliovirus puede atacar el sistema nervioso y destruir las células nerviosas encargadas del control de los músculos. Como consecuencia, los músculos afectados dejan de cumplir su función y se puede llegar a una parálisis irreversible. En casos severos, la enfermedad puede conducir a la muerte.
La poliomielitis afecta principalmente a niños menores de tres años, pero puede darse en niños más mayores e incluso en adultos.

Síndrome Postpoliomielitis

El Síndrome de la Postpoliomielitis (SPP) es una complicación que se puede dar en las personas que padecieron la enfermedad hace 10 – 40 años. El síndrome post-polio es definido hoy como una afección neurológica cuyas alteraciones principales consisten en debilidad muscular progresiva, con pérdida de la función, acompañada de dolor, sobre todo en músculos y articulaciones, así como atrofia muscular; problemas respiratorios, que les llevan, incluso, hasta la muerte; dificultades en deglución e intolerancia al frío.

Transmisión

El poliovirus se transmite de persona a persona por medio de las secreciones nasales y de la garganta o por la ruta fecal-oral. A través de la ruta fecal-oral, la poliomielitis se puede contraer indirectamente por la exposición al alimento o al agua contaminada o directamente a través de contacto con la materia fecal de un individuo infectado. Una vez infectada una persona , puede convertirse en portador y continuar excretando el virus por sus heces durante muchas semanas.
Causas

Causada por un virus que invade el sistema nervioso. El virus (poliovirus) se incorpora al cuerpo a través de la boca y se multiplica en el intestino.

En ocasiones, pasados los años, se produce un síndrome o conjunto de manifestaciones conocido por postpoliomielítico (SPP).

Los síntomas que se presentan en el llamado Síndrome Postpoliomielítico no son causados por la reinfección con el virus de la poliomielitis. Los investigadores creen que podría deberse a:
Las células nerviosas que controlan los movimientos del músculo fueron dañadas por la infección inicial de la poliomielitis.

Algunas de las células nerviosas se recuperaron, mientras que otras "brotaron". Las células del nervio que "brotaron" asumieron el control del trabajo de las células que habían muerto.
Después de muchos años de sobreesfuerzo, comienza el declinar.
Consecuentemente, se experimenta una nueva debilidad.

Epidemiología

La epidemiología es la ciencia que estudia los patrones de la enfermedad a nivel de variaciones geográficas, demográficas, estado socioeconómico, genética, edad y causas infecciosas. Los epidemiólogos estudian la relación entre estos factores así como los patrones de migración y contribuyen a un mayor conocimiento de la enfermedad.

La poliomielitis afecta principalmente a los niños menores de tres años.
Al principio de 2001, hasta 20 países todavía registraban transmisión del virus de la polio.
Los países con mayor incidencia se dividen en dos categorías:

Intensa transmisión. Estos países se caracterizan por poseer grandes poblaciones, baja inmunización y bajo nivel de saneamiento: Bangla Desh, Etiopía, la India, Nigeria y Pakistán.
Países afectados por un conflicto, donde es particularmente difícil la puesta en práctica de políticas de vacunación y de vigilancia. Son Afganistán, Angola, la República Democrática del Congo, Somalia y Sudán.

Síntomas

El período de incubación de la poliomielitis varía de 4 a 35 días. La infección por el virus de la poliomielitis no produce, en muchas ocasiones, ningún síntoma o síntomas de menor importancia, tales como:
Fiebre.
Fatiga.
Dolores de cabeza.
Vómitos.
Estreñimiento (o más raramente diarrea).
Rigidez de nuca.
Dolor en las extremidades.

Los individuos infectados pueden transmitir el virus a otros aunque no tengan ningún síntoma.
En casos severos, los músculos de las piernas se afectan con la parálisis flácida aguda (AFP). En los casos más severos, se afectan el cerebro y el sistema respiratorio lo que puede conducir a la muerte.

Existen cuatro tipos clínicos de infección por poliovirus:

Infección asintomática: La más frecuente, se produce en el 90 a 95% de los casos, en la cual no aparecen síntomas o son mínimos

Poliomielitis abortiva que se produce en el 4 al 8% de las infecciones. Se caracteriza por ser una enfermedad menor, con fiebre, decaimiento, sin síntomas neurológicos y con tres formas de presentación, una respiratoria (odinofagia, es decir, dolor al tragar), otra gastrointestinal (náuseas ,vómitos, dolor abdominal y estreñimiento) y la tercera una forma similar a la gripe.
Forma paralítica: es la más grave. Se produce en el 0,1 al 1% de los casos y se manifiesta con irritación meníngea y luego parálisis fláccida.

Meningitis aséptica en la cual los síntomas comunes son fiebre, cefalea, náuseas y dolor abdominal. Luego de uno o dos días los pacientes presentan irritación meníngea y debilidad muscular, habitualmente transitoria o leve, pero que en algunas ocasiones puede llegar a la parálisis.

Los factores de riesgo que influyen sobre la severidad de la enfermedad son el embarazo, la deficiencia inmunológica, la aplicación de inyecciones intramusculares y la amigdalectomía (extirpación de las amígdalas).

Síndrome Postpoliomielitis:

Aproximadamente del 20 al 40 por ciento de la gente que tuvo parálisis aguda, debido a la infección por el virus de la poliomielitis, desarrollarán lo que se denomina síndrome Postpoliomielitis.

Los síntomas más comunes son:

Disminución de la fuerza y de la resistencia.
Dificultades en la respiración, al tragar o en el habla.
Dolores musculares y en las articulaciones.
Fatiga y menor resistencia al esfuerzo.
Algunos pacientes experimentan sólo síntomas menores mientras que otros adquieren atrofia muscular espinal o lo que simula, pero no lo es, una forma de esclerosis lateral amiotrófica (ELA), llamada también enfermedad de Lou Gehrig. El síndrome de la Postpoliomielitis (SPP) rara vez pone en peligro la vida.

Diagnóstico

El aislamiento e identificación del poliovirus en las heces es el mejor método para confirmar el diagnóstico de poliomielitis. Las muestras de heces de casos sospechosos de poliomielitis deben obtenerse tan pronto como sea posible, preferiblemente en los primeros 7 días, o al menos durante los primeros 14 días después de la aparición de la enfermedad.
Se utilizan técnicas de resonancia magnética, neuroimágenes y estudios electrofisiológicos, biopsias musculares y análisis del líquido espinal como herramientas para investigar el curso del debilitamiento en la fuerza muscular.

Tratamiento

No existe tratamiento específico de la enfermedad.

Medidas preventivas

La poliomielitis no tiene curación, el mejor tratamiento es preventivo, mediante la vacunación.