Zaire ebolavirus , más comúnmente conocido como virus Ebola ( / i Ib oʊ l ə , ɪ - / ; EBOV ), es una de las seis especies conocidas dentro del género virus Ébola . [1] Cuatro de los seis ebolavirus conocidos, incluido el EBOV, provocan una fiebre hemorrágica grave y, a menudo, mortalen humanos y otros mamíferos , conocida como enfermedad por el virus del Ébola (EVE). Virus del Ébola ha provocado que la mayoría de las muertes humanas por EVD, y fue la causa de la epidemia de 2013-2016 en África occidental , [2]lo que resultó en al menos 28,646 casos sospechosos y 11,323 muertes confirmadas. [3] [4]
Ebolavirus de Zaire | |
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Micrografía electrónica de barrido coloreada de partículas del virus del Ébola (verde) que se encuentran tanto como partículas extracelulares como partículas en ciernes de una célula de riñón de mono verde africano infectada crónicamente (azul); 20.000 aumentos | |
Clasificación de virus | |
(no clasificado): | Virus |
Reino : | Riboviria |
Reino: | Orthornavirae |
Filo: | Negarnaviricota |
Clase: | Monjiviricetes |
Pedido: | Mononegavirales |
Familia: | Filoviridae |
Género: | Ebolavirus |
Especies: | Ebolavirus de Zaire |
El virus del Ébola y su género fueron nombrados originalmente por Zaire (ahora República Democrática del Congo ), el país donde se describió por primera vez , [1] y al principio se sospechó que era una nueva "cepa" del virus de Marburg, estrechamente relacionado. . [5] [6] El virus pasó a llamarse "virus del Ébola" en 2010 para evitar confusiones. El virus del Ébola es el único miembro de la especie Zaire ebolavirus , que se asigna al género Ebolavirus , familia Filoviridae , orden Mononegavirales . Los miembros de la especie se denominan ebolavirus de Zaire. [1] [7] Se cree que el reservorio natural del virus del Ébola son los murciélagos , particularmente los murciélagos frugívoros , [8] y se transmite principalmente entre humanos y de animales a humanos a través de los fluidos corporales . [9]
El genoma del EBOV es un ARN monocatenario, de aproximadamente 19.000 nucleótidos de longitud. Codifica siete proteínas estructurales : nucleoproteína (NP), cofactor de polimerasa (VP35), (VP40), GP, activador de transcripción (VP30), VP24 y ARN polimerasa dependiente de ARN (L). [10]
Debido a su alta tasa de letalidad (hasta 83 a 90 por ciento), [11] [12] EBOV también está listado como un agente selecto , Patógeno del Grupo de Riesgo 4 de la Organización Mundial de la Salud (que requiere contención equivalente al Nivel 4 de Bioseguridad ), un organismo nacional de EE. Institutos de Salud / Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas Categoría A Patógeno prioritario, Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de los CDC de EE. UU. Categoría A Agente de bioterrorismo y Agente biológico para el control de exportaciones del Grupo Australia . [ cita requerida ]
Estructura
El EBOV porta un genoma de ARN de sentido negativo en viriones que son cilíndricos / tubulares y contienen envoltura viral , matriz y componentes de nucleocápside. En general, los cilindros miden aproximadamente 80 nm de diámetro y tienen una glicoproteína (GP) codificada por virus que se proyecta como picos de 7 a 10 nm de largo desde la superficie de la bicapa lipídica. [13] Los cilindros son de longitud variable, típicamente 800 nm, pero a veces hasta 1000 nm de largo. La envoltura viral externa del virión se deriva de la gemación de los dominios de la membrana de la célula huésped en los que se han insertado los picos de GP durante su biosíntesis. Las moléculas de GP individuales aparecen con espaciamientos de aproximadamente 10 nm. Las proteínas virales VP40 y VP24 están ubicadas entre la envoltura y la nucleocápside (ver a continuación), en el espacio de la matriz . [14] En el centro de la estructura del virión se encuentra la nucleocápside , que está compuesta por una serie de proteínas virales unidas a un ARN lineal de sentido negativo de 18 a 19 kb sin poliadenilación en 3′ o taponamiento en 5′ (ver a continuación). ; el ARN se enrolla helicoidalmente y forma complejos con las proteínas NP, VP35, VP30 y L; esta hélice tiene un diámetro de 80 nm. [15] [16] [17]
La forma general de los viriones después de la purificación y visualización (p. Ej., Por ultracentrifugación y microscopía electrónica , respectivamente) varía considerablemente; cilindros simples son mucho menos frecuentes que las estructuras que muestran cambió de dirección, ramas, y bucles (por ejemplo, U, cayado de pastor -, 9-, o perno de ojo -shapes, u otros o circulares / enrollado apariciones), el origen de los cuales puede estar en las técnicas de laboratorio aplicadas. [18] [19] La estructura característica "filiforme" es, sin embargo, una característica morfológica más general de los filovirus (junto con su envoltura viral decorada con GP, nucleocápside de ARN, etc.). [18]
Genoma
Cada virión contiene una molécula de ARN lineal, monocatenario y de sentido negativo, de 18.959 a 18.961 nucleótidos de longitud. [20] El extremo 3 'no está poliadenilado y el extremo 5' no está protegido. Este genoma viral codifica siete proteínas estructurales y una proteína no estructural. El orden de los genes es 3 ′ - líder - NP - VP35 - VP40 - GP / sGP - VP30 - VP24 - L - remolque - 5 ′; siendo el líder y el tráiler las regiones no transcritas, que transportan señales importantes para controlar la transcripción, replicación y empaquetamiento de los genomas virales en nuevos viriones. Se han identificado secciones de los genes NP, VP35 y L de filovirus como endógenas en los genomas de varios grupos de pequeños mamíferos. [21] [22] [23]
Se encontró que 472 nucleótidos del extremo 3 'y 731 nucleótidos del extremo 5' son suficientes para la replicación de un "minigenoma" viral, aunque no suficientes para la infección. [18] La secuenciación del virus de 78 pacientes con enfermedad por el virus del Ébola confirmada, que representa más del 70% de los casos diagnosticados en Sierra Leona desde finales de mayo hasta mediados de junio de 2014, [24] [25] proporcionó pruebas de que el brote de 2014 ya no se estaba produciendo. alimentado por nuevos contactos con su reservorio natural. Usando tecnología de secuenciación de tercera generación , los investigadores pudieron secuenciar muestras en tan solo 48 horas. [26] Al igual que otros virus de ARN, [24] El virus del Ébola muta rápidamente, tanto dentro de una persona durante la progresión de la enfermedad como en el reservorio entre la población humana local. [25] La tasa de mutación observada de 2.0 x 10 −3 sustituciones por sitio por año es tan rápida como la de la influenza estacional . [27]
Símbolo | Nombre | UniProt | Función |
---|---|---|---|
notario público | Nucleoproteína | P18272 | Envuelve el genoma para protegerlo de las nucleasas y la inmunidad innata. |
VP35 | Cofactor de polimerasa VP35 | Q05127 | Cofactor de polimerasa; suprime la inmunidad innata al unirse al ARN. |
VP40 | Proteína de matriz VP40 | Q05128 | Matriz. |
GP | Glicoproteína envolvente | Q05320 | Escindido por furin anfitrión en GP1 / 2 para formar un sobre con púas. También hace cobertizo GP como señuelo. |
sGP | Glicoproteína pre-pequeña / secretada | P60170 | Comparte ORF con GP. Escindido por la furina del huésped en sGP (antiinflamatorio) y péptido delta (viroporina). |
ssGP | Glicoproteína secretada súper pequeña | Q9YMG2 | Comparte ORF con GP; creado por edición de ARNm. Función desconocida. |
VP30 | Proteína hexámera de dedos de zinc VP30 | Q05323 | Activador transcripcional. |
VP24 | Proteína asociada a membrana VP24 | Q05322 | Bloquea la señalización de IFN-alfa / beta e IFN-gamma. |
L | ARN polimerasa L dirigida por ARN | Q05318 | Replicasa de ARN . |
Entrada
Hay dos candidatos para las proteínas de entrada de la célula huésped. La primera es una proteína transportadora de colesterol, la Niemann-Pick C1 ( NPC1 ) codificada por el huésped , que parece ser esencial para la entrada de los viriones del Ébola en la célula huésped y para su replicación final. [28] [29] En un estudio, los ratones a los que se les eliminó una copia del gen NPC1 mostraron una tasa de supervivencia del 80 por ciento quince días después de la exposición al virus del Ébola adaptado al ratón, mientras que sólo el 10 por ciento de los ratones no modificados sobrevivieron tanto tiempo. [28] En otro estudio, se demostró que pequeñas moléculas inhiben la infección por el virus del Ébola al evitar que la glicoproteína de la envoltura viral (GP) se una a NPC1. [29] [30] Por lo tanto, se demostró que NPC1 es fundamental para la entrada de este filovirus , ya que media la infección al unirse directamente al GP viral. [29]
Cuando las células de los individuos Niemann-Pick Tipo C que carecen de este transportador se expusieron al virus del Ébola en el laboratorio, las células sobrevivieron y parecieron inmunes al virus, lo que indica además que el Ébola depende de NPC1 para ingresar a las células; [28] Las mutaciones en el gen NPC1 en humanos fueron conjeturadas como un posible modo de hacer que algunos individuos sean resistentes a esta mortal enfermedad viral. Los mismos estudios describieron resultados similares con respecto al papel de NPC1 en la entrada de virus para el virus de Marburg , un filovirus relacionado . [28] Un estudio adicional también ha presentado evidencia de que NPC1 es el receptor crítico que media la infección por Ébola a través de su unión directa al GP viral, y que es el segundo dominio "lisosomal" de NPC1 el que media esta unión. [31]
El segundo candidato es TIM-1 (también conocido como HAVCR1 ). [32] Se demostró que TIM-1 se une al dominio de unión al receptor de la glicoproteína EBOV, para aumentar la receptividad de las células Vero . Silenciar su efecto con ARNip previno la infección de las células Vero . TIM1 se expresa en tejidos que se sabe que se ven gravemente afectados por la lisis de EBOV (tráquea, córnea y conjuntiva). Un anticuerpo monoclonal contra el dominio IgV de TIM-1, ARD5, bloqueó la unión e infección de EBOV. Juntos, estos estudios sugieren que NPC1 y TIM-1 pueden ser posibles dianas terapéuticas para un fármaco antiviral del Ébola y como base para un ensayo de diagnóstico de campo rápido. [ cita requerida ]
Replicación
Al ser acelulares, los virus como el Ébola no se replican mediante ningún tipo de división celular; más bien, utilizan una combinación de enzimas codificadas por el huésped y el virus, junto con las estructuras de la célula del huésped, para producir múltiples copias de sí mismas. Estos luego se autoensamblan en estructuras macromoleculares virales en la célula huésped. [33] El virus completa una serie de pasos al infectar cada célula individual. El virus comienza su ataque uniéndose a los receptores del huésped a través del peplómero de superficie de la glicoproteína (GP) y es endocitosado en los macropinosomas de la célula huésped. [34] Para penetrar en la célula, la membrana viral se fusiona con la membrana de la vesícula y la nucleocápside se libera en el citoplasma . El ssRNA genómico de sentido negativo encapsidado se utiliza como plantilla para la síntesis (3'-5 ') de mRNA monocistrónicos poliadenilados y, utilizando los ribosomas de la célula huésped, moléculas de tRNA, etc., el mRNA se traduce en proteínas virales individuales. [35] [36] [37]
Estas proteínas virales se procesan: un precursor de glicoproteína (GP0) se escinde en GP1 y GP2, que luego se glicosilan en gran medida utilizando enzimas y sustratos celulares. Estas dos moléculas se ensamblan, primero en heterodímeros y luego en trímeros para dar los peplómeros de superficie. El precursor de la glicoproteína secretada (sGP) se escinde en sGP y péptido delta, los cuales se liberan de la célula. A medida que aumentan los niveles de proteína viral, se produce un cambio de traducción a replicación. Usando el ARN genómico de sentido negativo como plantilla, se sintetiza un ARNm complementario +; a continuación, se utiliza como plantilla para la síntesis de nuevo (-) ssRNA genómico, que se encapsida rápidamente. Las nucleocápsidas y las proteínas de la envoltura recién formadas se asocian en la membrana plasmática de la célula huésped; ocurre la gemación , destruyendo la célula. [ cita requerida ]
Ecología
El virus del Ébola es un patógeno zoonótico . Se ha informado que los huéspedes intermediarios son "varias especies de murciélagos frugívoros ... en África central y subsahariana". Se ha detectado evidencia de infección en murciélagos por medios moleculares y serológicos. Sin embargo, no se han aislado ebolavirus en murciélagos. [8] [38] Los huéspedes finales son humanos y grandes simios, infectados a través del contacto con murciélagos o mediante otros huéspedes finales. Se ha informado que los cerdos en Filipinas están infectados con el virus Reston , por lo que pueden existir otros hospedadores interinos o amplificadores. [38] Los brotes del virus del Ébola tienden a ocurrir cuando las temperaturas son más bajas y la humedad es más alta de lo habitual en África. [39] Incluso después de que una persona se recupera de la fase aguda de la enfermedad, el virus del Ébola sobrevive durante meses en ciertos órganos como los ojos y los testículos. [40]
Enfermedad por el virus del Ébola
El ebolavirus de Zaire es uno de los cuatro ebolavirus que se sabe que causan enfermedades en los seres humanos. Tiene la tasa de letalidad más alta de estos ebolavirus, con un promedio del 83 por ciento desde los primeros brotes en 1976, aunque se han registrado tasas de letalidad de hasta el 90 por ciento en un brote (2002-03). También ha habido más brotes de ébolavirus de Zaire que de cualquier otro ébolavirus. El primer brote se produjo el 26 de agosto de 1976 en Yambuku . [41] El primer caso registrado fue el de Mabalo Lokela, un maestro de escuela de 44 años. Los síntomas se parecían a los de la malaria y los pacientes posteriores recibieron quinina . La transmisión se ha atribuido a la reutilización de agujas sin esterilizar y al contacto personal cercano, fluidos corporales y lugares donde la persona ha tocado. Durante el brote de ébola de 1976 en Zaire , Ngoy Mushola viajó de Bumba a Yambuku , donde registró la primera descripción clínica de la enfermedad en su registro diario: [42]
La enfermedad se caracteriza por fiebre alta de alrededor de 39 ° C, hematemesis , diarrea con sangre, dolor abdominal retroesternal, postración con articulaciones "pesadas" y muerte de rápida evolución después de una media de tres días.
Desde la primera descripción clínica registrada de la enfermedad en 1976 en Zaire, el reciente brote de ébola que comenzó en marzo de 2014, además, alcanzó proporciones epidémicas y mató a más de 8000 personas hasta enero de 2015. Este brote se centró en África Occidental, un área que no había sido previamente afectada por la enfermedad. El número de víctimas fue particularmente grave en tres países: Guinea, Liberia y Sierra Leona. También se notificaron algunos casos en países fuera de África occidental, todos relacionados con viajeros internacionales que estuvieron expuestos en las regiones más afectadas y luego mostraron síntomas de la fiebre del Ébola después de llegar a sus destinos. [43]
La gravedad de la enfermedad en los seres humanos varía ampliamente, desde una muerte rápida hasta una enfermedad leve o incluso una respuesta asintomática. [44] Los estudios de brotes a finales del siglo XX no lograron encontrar una correlación entre la gravedad de la enfermedad y la naturaleza genética del virus. Por tanto, se sospechaba que la variabilidad en la gravedad de la enfermedad se correlacionaba con diferencias genéticas en las víctimas. Esto ha sido difícil de estudiar en modelos animales que responden al virus con fiebre hemorrágica de manera similar a los humanos, porque los modelos típicos de ratón no responden así, y no se dispone fácilmente de la gran cantidad necesaria de sujetos de prueba adecuados. A finales de octubre de 2014, una publicación informó sobre un estudio de la respuesta a una cepa adaptada al ratón del ébolavirus del Zaire presentada por una población genéticamente diversa de ratones que fueron criados para tener una variedad de respuestas al virus que incluyen la muerte por fiebre hemorrágica. [45]
Vacuna
En diciembre de 2016, un estudio encontró que la vacuna VSV-EBOV tiene una efectividad del 70 al 100% contra el virus del Ébola, lo que la convierte en la primera vacuna contra la enfermedad. [46] [47] El VSV-EBOV fue aprobado por la Administración de Alimentos y Medicamentos de EE. UU . En diciembre de 2019. [48]
Historia y nomenclatura
El virus del Ébola se identificó por primera vez como una posible nueva "cepa" del virus de Marburg en 1976. [5] [6] [49] El Comité Internacional de Taxonomía de Virus (ICTV) identifica el virus del Ébola como una especie de Zaire ebolavirus , que es parte de la género Ebolavirus , familia Filoviridae , orden Mononegavirales . El nombre "virus del Ébola" se deriva del río Ébola, un río que al principio se pensó que estaba muy cerca del área en la República Democrática del Congo , anteriormente llamada Zaire , donde ocurrió el brote del virus del Ébola en 1976 en Zaire , y la taxonomía virus sufijo . [1] [5] [6] [50]
En 1998, el nombre del virus se cambió a "Zaire Ebola virus" [51] [52] y en 2002 a la especie Zaire ebolavirus . [53] [54] Sin embargo, la mayoría de los artículos científicos continuaron haciendo referencia al "virus del Ébola" o utilizaron los términos "virus del Ébola" y " ebolavirus del Zaire " en paralelo. En consecuencia, en 2010, un grupo de investigadores recomendó que se adoptara el nombre "virus del Ébola" para una subclasificación dentro de la especie Zaire ebolavirus , con la correspondiente abreviatura EBOV. [1] Las abreviaturas anteriores del virus eran EBOV-Z (para "Ebola virus Zaire") y ZEBOV (para "Zaire Ebola virus" o " Zaire ebolavirus "). En 2011, ICTV rechazó explícitamente una propuesta (2010.010bV) para reconocer este nombre, ya que ICTV no designa nombres para subtipos, variantes, cepas u otras agrupaciones de niveles de subespecies. [55] En la actualidad, ICTV no reconoce oficialmente el "virus del Ébola" como un rango taxonómico, sino que sigue utilizando y recomendando únicamente la designación de especie Zaire ebolavirus . [56] El prototipo del virus del Ébola, variante Mayinga (EBOV / May), recibió su nombre de Mayinga N'Seka, una enfermera que murió durante el brote de Zaire en 1976. [1] [57] [58]
El nombre ebolavirus de Zaire se deriva de Zaire y el sufijo taxonómico ebolavirus (que denota una especie de ebolavirus y se refiere al río Ebola ). [1] De acuerdo con las reglas para la denominación de taxones establecidas por el Comité Internacional de Taxonomía de Virus (ICTV), el nombre del ebolavirus del Zaire siempre debe escribirse en mayúscula , en cursiva e ir precedido de la palabra "especie". Los nombres de sus miembros (ebolavirus de Zaire) deben escribirse en mayúscula, no en cursiva y sin artículos . [1]
Criterios de inclusión de virus
Un virus del género Ebolavirus es miembro de la especie Zaire ebolavirus si: [1]
- es endémica en la República Democrática del Congo , Gabón o la República del Congo
- que tiene un genoma con dos o tres superposiciones de genes ( VP35 / VP40 , GP / VP30 , VP24 / L )
- tiene una secuencia genómica que se diferencia del virus tipo EBOV / May en menos del 30%
Evolución
El ebolavirus de Zaire se separó de sus antepasados entre 1960 y 1976. [59] La diversidad genética del virus del Ébola se mantuvo constante antes de 1900. [59] [60] Luego, alrededor de la década de 1960, probablemente debido al cambio climático o las actividades humanas, la diversidad genética del virus disminuyó rápidamente y la mayoría de los linajes se extinguieron. [60] A medida que disminuye el número de huéspedes susceptibles, también lo hace el tamaño efectivo de la población y su diversidad genética. Este efecto de cuello de botella genético tiene implicaciones para la capacidad de la especie para causar la enfermedad por el virus del Ébola en huéspedes humanos. [ cita requerida ]
Un evento de recombinación entre los linajes del ébolavirus de Zaire probablemente tuvo lugar entre 1996 y 2001 en simios salvajes dando lugar a virus de progenie recombinantes. [61] Estos virus recombinantes parecen haber sido responsables de una serie de brotes en humanos en África Central en 2001-2003. [61]
Ébolavirus de Zaire : la variante Makona causó el brote de 2014 en África Occidental. [62] El brote se caracterizó por el caso más prolongado de transmisión de persona a persona de la especie viral. [62] En este momento se observaron presiones para adaptarse al huésped humano, sin embargo, no se observaron cambios fenotípicos en el virus (como aumento de la transmisión, aumento de la evasión inmune por parte del virus). [ cita requerida ]
En literatura
- La novela policíaca de 2008 de Alex Kava , Exposed , se centra en el virus como el arma preferida de un asesino en serie. [ cita requerida ]
- El ébola de 1995 de William Close : una novela documental sobre su primera explosión y el ébola de 2002 : a través de los ojos de la gente se centró en las reacciones de las personas ante el brote de ébola de 1976 en Zaire. [63] [64] [65] [66]
- The Hot Zone: A Terrifying True Story : Un libro superventas de 1994 de Richard Preston sobre el virus del Ébola y virus relacionados, que incluye un relato del brote de un virus del Ébola en primates alojados en una instalación de cuarentena en Reston, Virginia, EE. UU. [67]
- La novela de Tom Clancy de 1996, Órdenes ejecutivas , involucra un ataque terrorista en el Medio Oriente contra los Estados Unidos utilizando una forma aerotransportada de un mortal virus del Ébola llamado "Ebola Mayinga". [68] [69]
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enlaces externos
- Biología molecular del ébolavirus
- Proteínas del ébolavirus (PDB-101)
- Archivos y debates de ICTV: foro de debate y distribución de archivos para el Comité Internacional de Taxonomía de Virus
- Datos genómicos sobre aislados del virus del Ébola y otros miembros de la familia Filoviridae
- ViralZone: virus similares al Ébola - Repositorio virológico del Instituto Suizo de Bioinformática
- Recurso de patógenos de virus: Portal del Ébola: datos de investigación genómicos y de otro tipo sobre el Ébola y otros virus patógenos humanos
- El modelo 3D del virus del Ébola del virus del Ébola, preparado por Visual Science, Moscú.
- FILOVIR: recursos científicos para la investigación de filovirus
- " Zaire ebolavirus " . Navegador de taxonomía NCBI . 186538.
- " Ebola virus sp. " . Navegador de taxonomía NCBI . 205488.