El virus Visna (también conocido como virus Visna-maedi , virus Maedi-visna y lentivirus ovino [1] ) del género Lentivirus y subfamilia Orthoretrovirinae , es un retrovirus "prototipo" [2] [3] que causa encefalitis y neumonitis crónicaen ovejas . [4] Se conoce como visna cuando se encuentra en el cerebro y maedi cuando infecta los pulmones. Las infecciones crónicas y persistentes en las ovejas se producen en los pulmones , los ganglios linfáticos , el bazo y las articulaciones., sistema nervioso central y glándulas mamarias ; [2] [5] La condición a veces se conoce como " neumonía progresiva ovina " (OPP), particularmente en los Estados Unidos , [1] o "enfermedad de las ovejas de Montana". [6] Los glóbulos blancos del linaje de monocitos / macrófagos son el principal objetivo del virus visna. [7]
Virus Visna | |
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Clasificación de virus | |
(no clasificado): | Virus |
Reino : | Riboviria |
Reino: | Pararnavirae |
Filo: | Artverviricota |
Clase: | Revtraviricetes |
Pedido: | Ortervirales |
Familia: | Retroviridae |
Género: | Lentivirus |
Especies: | Virus Visna |
Sinónimos | |
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Infección viral
Descrito por primera vez en 1954 por Bjorn Sigurdsson en Islandia , [6] El virus Maedi-visna fue el primer lentivirus aislado y caracterizado, realizado en 1957 por Sigurdsson. [6] [7] [8] Maedi ( islandés maedi ' disnea ') y visna (islandés visna 'emaciación' [9] o 'reducción' de la médula espinal ) se refieren a endémicas condiciones rebaño de ovejas que sólo se encontraron estar relacionada después del trabajo de Sigurdsson. [6]
La infección por Visna puede progresar hasta una parálisis total que conduce a la muerte por inanición ; sin embargo, si se les ayuda a comer y beber, los animales infectados pueden sobrevivir durante largos períodos de tiempo, a veces más de diez años. [9] La replicación viral se asocia casi exclusivamente con macrófagos en tejidos infectados; sin embargo, la replicación está restringida en estas células, es decir, la mayoría de las células que contienen ARN viral no producen virus infecciosos. [5]
La enfermedad se introdujo en Islandia tras la importación de ovejas Karakul de Alemania en 1933. [6] La susceptibilidad a la infección por maedi-visna varía entre las razas de ovejas, siendo las razas de lana gruesa aparentemente más susceptibles que las de lana fina. [6] Los intentos de vacunación contra el virus maedi-visna no han logrado inducir inmunidad, lo que en ocasiones ha provocado un aumento de la viremia y una enfermedad más grave. [7] Se han establecido programas de erradicación en países de todo el mundo. [6]
Enfermedades asociadas y signos clínicos
Visna - Maedi es una enfermedad viral crónica prevalente en ovejas adultas. La enfermedad rara vez se encuentra en ciertas especies de cabras. El virus Maedi Visna también se conoce como neumonía progresiva ovina (OPP). Esta enfermedad corresponde a dos entidades clínicas causadas por el mismo Maedi en una forma que resulta en una neumonía crónica progresiva. Visna se refiere a la forma neurológica de la enfermedad y causa predominantemente meningoencefalitis en ovejas adultas. Esta enfermedad ha causado muchas pérdidas económicas en todo el mundo debido al largo período de incubación y la alta tasa de mortalidad de ovejas y cabras. El virus MV puede infectar a ovejas de cualquier edad, pero los síntomas clínicos rara vez se presentan en ovejas de menos de dos años. La aparición de las enfermedades es gradual, lo que resulta en una pérdida de peso incesante además de problemas respiratorios. La tos, el aborto, la respiración rápida, la depresión, la mastitis crónica y la artritis también son síntomas adicionales observados. Estos síntomas aparecen principalmente en animales mayores de tres años y, por lo tanto, pueden propagarse a otras bandadas antes de que se pueda lograr el diagnóstico clínico. Los animales que muestran los síntomas anteriores pueden morir dentro de los seis meses posteriores a la infección. Este lentivirus causal se puede encontrar en monocitos, linfocitos y macrófagos de ovejas infectadas en presencia de una respuesta inmune humoral y mediada por células y también se puede detectar mediante la realización de varias pruebas serológicas. [10] La transmisión de la enfermedad ocurre más comúnmente por vía oral causada por la ingestión de calostro o leche que contiene el virus o la inhalación de gotitas de aerosol infectadas. Debido a la variación de las cepas de MVV, algunos de los síntomas clínicos de asociación pueden ser más predominantes en una parvada en relación con otras junto con diferencias en los patrones de susceptibilidad genética. [11]
Replica viral
Entrada
El virus Visna Maedi (VMV) pertenece al grupo de lentivirus de pequeños rumiantes (SRLV). En general, los SRLV ingresan a la célula a través de la interacción de su proteína de envoltura glicosilada con un receptor celular en la membrana plasmática de la célula, lo que facilita la fusión de la membrana viral y celular. [12] Sin embargo, el receptor celular específico al que se une el VMV no es del todo seguro. Algunos estudios han propuesto las proteínas MHC de clase II , CD4 y CXCR4 como posibles receptores; sin embargo, ninguna de estas proteínas se ha establecido como receptor principal. [13] [14] Otro estudio sugiere que las lectinas de tipo C, que forman parte de la familia del receptor de manosa (MR), desempeñan un papel como receptor alternativo de SRLV. [15] El receptor de manosa es una proteína transmembrana de 180 kDa con ocho dominios de reconocimiento de carbohidratos de lectina tipo C (CRD) en tándem, de los cuales CRD4 y CRD5 son esenciales para reconocer residuos de manosa, fucosa y N-acetil glucosamina. Los estudios sugieren que el VMV accede a la célula a través de residuos manosilados en las proteínas de su envoltura. [15] La RM participa en el reconocimiento de la superficie de los patógenos y en la fago y endocitosis y en la mediación del procesamiento y presentación de antígenos en una variedad de células que incluyen monocitos / macrófagos y células endoteliales . [16] [17]
Replicación
El virus Visna Maedi es un retrovirus, lo que significa que su genoma consiste en un ARN (+) que se somete a una transcripción inversa y luego se integra en el genoma del huésped después de la infección. Esta integración es lo que conduce a la infección persistente de por vida de VMV. [7] VMV tiene un largo período de incubación. Durante el brote inicial entre las ovejas en Islandia, no hubo signos de enfermedad clínica hasta seis años después de la importación de la oveja Karakul, que trajo el virus de Alemania a Islandia. [18] La susceptibilidad a la infección también aumenta con un nivel más alto. El VMV infecta las células del linaje de los monocitos, pero solo se replica en niveles altos cuando los monocitos están más maduros / diferenciados. [19] de madurez / diferenciación de los monocitos. Los monocitos diferenciados infectados, también conocidos como macrófagos , presentarán continuamente antígenos de VMV que inducen a los linfocitos T a producir citocinas que a su vez inducen la diferenciación de los monocitos. [7]
Transmisión viral
Transmisión horizontal
La transmisión horizontal juega un papel importante entre el ganado debido a que a menudo se encuentran cerca, especialmente durante el invierno. El virus libre o las células infectadas por virus se transfieren generalmente a través de la inhalación de secreciones respiratorias. Además, la transmisión fecal-oral a menudo ocurre a través de la contaminación del agua potable. [20] También se ha demostrado que es posible la transmisión sexual. [21] Aún no se ha establecido ningún vínculo entre la transmisión y otros productos excretores como la saliva y la orina.
Transmisión vertical
En rebaños de ganado endémicamente infectados, el virus libre y las células infectadas por virus se transmiten de madres a corderos a través del calostro y la leche. [22] Esta es una de las características clave en las poblaciones afectadas, ya que contribuye en gran medida a que el virus se vuelva endémico en la parvada. [23] Los corderos son extremadamente vulnerables a las infecciones debido a la permeabilidad de las tripas de los recién nacidos [24]
Estructura de virión
Las partículas de virus Visna son esferas de aproximadamente 100 nm de diámetro. Los viriones consisten en una cápside icosaédrica rodeada por una envoltura derivada de la membrana plasmática del huésped . [25] Dentro de la cápside se encuentran el complejo nucleoproteína-genoma y las enzimas transcriptasa inversa e integrasa . No se ha obtenido una estructura cristalina del virión y se desconoce el número de triangulación del icosaedro.
Tropismo
El término tropismo viral se refiere a los tipos de células que infecta un virus. Se sabe que el virus Visna se dirige a las células del sistema inmunológico, principalmente a los monocitos y su forma madura, los macrófagos. Los estudios sugieren que la cantidad de replicación viral parece tener una correlación directa con la madurez de las células infectadas, con relativamente poca replicación del virus en los monocitos en comparación con los macrófagos más maduros. [19]
La infección también puede ocurrir en células epiteliales y endoteliales mamarias, lo que implica que las glándulas mamarias son el principal reservorio viral, lo que demuestra la importancia que juega la transmisión vertical en la propagación del virus. [26]
Estructura del genoma
El virus Visna tiene un genoma de ARN de cadena positiva de aproximadamente 9,2 kilobases de longitud. Como retrovirus del género lentivirinae , el genoma se transcribe de forma inversa en ADN provírico. El genoma del virus visna se parece al de otros lentivirus, en términos de las funciones genéticas que están presentes. El virus Visna está estrechamente relacionado con el virus de la encefalitis de la artritis caprina, pero tiene una similitud de secuencia de nucleótidos limitada con otros lentivirus. [1]
El genoma viral visna codifica tres genes estructurales característicos de los retrovirus, gag (antígeno específico de grupo), pol (polimerasa) y env (proteína de la envoltura). [25] El genoma también codifica dos proteínas reguladoras, tat (trans-activador de la transcripción ) y rev (regulador de la expresión de la proteína virión). Existe un elemento de respuesta a rev (RRE) dentro del gen env . También se codifica un gen auxiliar, vif (factor de infectividad viral). Sin embargo, el número y la función de los genes auxiliares varía según la cepa del virus visna. La secuencia del genoma está flanqueada por repeticiones terminales largas (LTR) en 5 'y 3' .
Las LTR virales son esenciales para la transcripción viral. [27] Los LTR incluyen un cuadro TATA en la posición -20 y un sitio de reconocimiento para el factor de transcripción AP-4 en la posición -60. [28] Hay varios sitios de unión del factor de transcripción AP-1 en las LTR virales. El sitio de unión de AP-1 más cercano está unido por las proteínas Jun y Fos para activar la transcripción. [29] Un motivo duplicado en el LTR del virus visna está asociado con el tropismo celular y la neurovirulencia . [30]
El gen gag codifica tres productos glicoproteicos finales : la cápside, la nucleocápside y la proteína de la matriz que une la cápside y la envoltura.
El gen env se traduce en una sola poliproteína precursora que es escindida por una proteasa del huésped en dos proteínas, la glicoproteína de superficie y la glicoproteína transmembrana . La glicoproteína transmembrana está anclada dentro de la bicapa lipídica de la envoltura, mientras que la glicoproteína superficial está unida no covalentemente a la glicoproteína transmembrana. [25]
El gen pol codifica cinco funciones enzimáticas: una transcriptasa inversa, RNasa H, dUTPasa, integrasa y proteasa. [25] La transcriptasa inversa es una ADN polimerasa dependiente de ARN que existe como una proteína heterodímera con actividad de ARNasa H. La enzima dUTPasa no está presente en todos los lentivirus. El papel de la dUTPasa en el ciclo de vida del virus visna no está claro. Las cepas knockout del virus visna deficientes en dUTPasa no muestran disminución de la patogenicidad in vivo. [31] La enzima integrasa existe dentro de la cápside viral, lo que facilita la integración en el cromosoma del hospedador después de la entrada y el desvanecimiento del virión. La proteasa escinde el precursor de poliproteína gag y pol .
El gen tat viral codifica una proteína de 94 aminoácidos. Tat es la más enigmática de las proteínas del virus visna. La mayoría de los estudios han indicado que Tat es un factor de transcripción necesario para la transcripción viral de las LTR. Tat contiene tanto un dominio supresor como un poderoso dominio activador ácido en el extremo N-terminal . [32] Se ha sugerido que Tat interactúa con los factores de transcripción AP-1 celulares Fos y Jun para unirse a la proteína de unión a TATA y activar la transcripción. [29] Sin embargo, otros estudios han sugerido que la proteína "Tat" del virus visna no es un trans-activador para la transcripción, sino que exhibe una función involucrada en la detención del ciclo celular, lo que la relaciona más estrechamente con la proteína Vpr del VIH-1 que Tat. . [33]
El gen rev viral codifica una proteína reguladora postranscripcional. [34] Se requiere Rev para la expresión de ARNm no empalmado o parcialmente empalmado que codifica la proteína de la envoltura viral, incluidos gag y env, de manera similar a la proteína Rev del VIH. [35] Rev se une como multímero al elemento de respuesta Rev (RRE), que tiene una estructura secundaria de tallo-bucle.
La función del gen auxiliar vif no se conoce completamente. El producto del gen vif , una proteína de 29 kDa, induce una respuesta inmune débil en animales. [36] Los experimentos de deleción han demostrado que el gen vif es esencial para la infectividad. [37]
Sistema modelo para la infección por VIH
Aunque no produce inmunodeficiencia grave , visna comparte muchas características con el virus de la inmunodeficiencia humana , incluido el establecimiento de una infección persistente con linfoproliferación activa crónica; [2] Sin embargo, el virus visna no infecta a los linfocitos T . [7] La relación de visna y VIH como lentivirus fue publicada por primera vez en 1985 por la investigadora de visna Janice E. Clements y sus colegas en el campo del VIH. [38] Se ha postulado que los efectos de la infección por maedi-visna en ovejas son el "equivalente" de la enfermedad del sistema nervioso central y el síndrome de emaciación que se encuentran en pacientes humanos con SIDA. [1] [39] A pesar de la homología de secuencia limitada con el VIH, [1] la organización genómica de visna es muy similar, lo que permite que la infección por visna se utilice como un sistema modelo in vivo [40] e in vitro para la infección por VIH. [41] [42] [43]
La investigación con visna fue importante en la identificación y caracterización del VIH. El análisis de la secuencia de nucleótidos demostró que el virus del SIDA era un retrovirus relacionado con visna y proporcionó pistas tempranas sobre el mecanismo de la infección por VIH. [9]
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enlaces externos
- Visna / maedi virus ICTVdB - La base de datos universal de virus, versión 4
- Neumonía progresiva ovina en ovejas , Extensión de la Universidad de Minnesota