Virología

VIROLOGÍA

 

REDACCIÓN: CALVOPIÑA-CERVANTES, S. ESPIN-ALVARADO, J. RESTREPO-RODAS, G.
EDICIÓN: RESTREPO-RODAS, G.

INFORMACIÓN ESENCIAL
  • Los virus se nombran en función de su estructura genética para facilitar el desarrollo de pruebas de diagnóstico, vacunas y medicamentos. Para el brote de una nueva enfermedad viral hay tres nombres que decidir: la enfermedad, el virus y la especie (1).

TÉRMINO

ENTIDAD

NOMBRE

Enfermedad

Organización Mundial de la Salud

Enfermedad por Coronavirus (COVID-19)

Virus

Virólogos Expertos

SARS-CoV-2

Especie

Comité Internacional de Taxonomía de Virus

Coronavirus relacionados con síndrome respiratorio agudo severo severo (Severe Acute Respiratory Syndrome – SARS)

TABLA 1. NOMENCLATURA DEL BROTE.

Información obtenida de: WHO, Virus origin / Reducing animal-human transmission of emerging pathogens, 26 Marzo 2020

  • Los coronavirus son una familia de virus que pueden provocar desde enfermedad respiratoria leve hasta un síndrome respiratorio agudo severo. La progresión fatal de la enfermedad está asociada a linfocitopenia (CD3+, CD4+ y CD8+) y la tormenta de citoquinas (sobre todo de IL-6 e IL-8)(2).

  • Los coronavirus pertenecen a la familia Coronaviridae, la cual se encuentra dentro del orden de Nidovirales, ya que se replican usando un conjunto anidado de ARN ( 1). Dicha familia se divide en cuatro géneros: Alfa, Beta, Gamma y Delta (1). Sin embargo, los coronavirus patógenos para humanos pertenecen sólo a los géneros Alfa y Beta (3).

  • El género Betacoronavirus a su vez se divide en varios subgéneros entre los que se encuentran el Merbecovirus (que incluye el MERS-CoV causante del síndrome respiratorio de Oriente Medio) y Sarbecovirus (que incluye el SARS-CoV1 y el SARS-CoV-2) (4).

 

  • La palabra SARS en estos nombres reconoce la agrupación filogenética del virus respectivo con el virus prototípico en esa especie, en lugar de la presentación clínica del virus estudiado. Lo que explica que un virus con un gran espectro de presentación clínica sea nombrado SARS-CoV-2 (5).

  • En un estudio que buscaba determinar la histopatología pulmonar en pacientes con COVID-19, se utilizaron muestras de tejido de 7 pacientes con COVID-19, 7 con AH1N1 y 10 muestras de controles (6).

  • Se constató que existían las siguientes características morfológicas iguales entre COVID-19 e influenza:

  • Infiltrado linfocítico

  • Lesión alveolar difusa

Características angiogénicas únicas de COVID-19:

  • Microangiopatía trombótica (trombos de fibrina)

  • Angiogénesis intususceptiva

  • Lesión endotelial severa

  • Oclusión de capilares alveolares

Para recordar estas características se puede seguir la mnemotecnia: IguaL de MALO

  • Los coronavirus son virus de ARN monocatenario positivo, tienen envoltura, son de tamaño mediano (60-140nm) y su nombre deriva del aspecto característico de “corona” que muestran en micrografías electrónicas. Estos virus tienen genomas de ARN virales grandes con una longitud de 27 a 32 kb. El genoma se encuentra envuelto por una nucleocáposide helicoidal, la misma que está rodeada por una membrana derivada del huésped y llena de glicoproteínas (7).

  • En el genoma del virus SARS-CoV-2 destacan cuatro genes que codifican las proteínas estructurales S, M, N y E ( 2) (7).

    • Proteína S eSpigas de la corona (Spikes)

      • Encargada de mediar la unión con el receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 y fusión con la membrana de la célula huésped (4).

      • Tiene principales antígenos y objetivos de linfocitos citotóxicos (7).

      • Dentro de todos los coronavirus es una de las regiones más variables (8) que contienen al dominio de unión al receptor (RBD) que se ha encontrado en diferentes regiones de la subunidad S1 por lo que se cree que el coronavirus se ha adaptado para adquirir nuevos RBD y variar su tropismo (9,10).  

      • El uso de inhibidores del sistema renina-angiotensina-aldosterona (SRAA) como los inhibidores de la enzima convertidora de angiotensina y bloqueadores del receptor de angiotensina 2 en pacientes con COVID-19 no se ha relacionado al aumento de la mortalidad intrahospitalaria y al riesgo de severidad de la enfermedad en pacientes hospitalizados(11)(12). Tampoco se ha relacionado el uso de SRAA con el riesgo de desarrollar COVID-19, es decir no causan mayor susceptibilidad de enfermedad. Por tanto, no hay razón para modificar el tratamiento antihipertensivo (13).

    • Proteína M  Membrana

      • Juega un rol vital en morfogénesis y ensamblaje viral (7).

    • Proteína N  Nucleocápside

      • Se asocia con el genoma de RNA para formar la nucleocápside, es importante para la replicación viral (7).

    • Proteína E  Envoltura pequeña

      • No se conoce su función exacta. Tiene un papel importante en ensamblaje y liberación viral (7).

  • En un análisis filogenético de 103 cepas de SARS-CoV-2 de China, se identificaron dos tipos diferentes de cepas (4):

    • Tipo L representa el 70% (4)

      • Mayor velocidad de transmisión

      • Mayor replicación, genera más mutaciones

      • > Transmisión + > Replicación = Más agresivo (14)

    • Tipo S  representa el 30% (4)

      • Versión ancestral del SARS-CoV-2(14)

    • A finales de marzo del 2020 la Universidad San Francisco de Quito publicó la primera secuencia del genoma de una cepa de SARS-CoV-2, obtenida de un paciente Holandés en el Hospital de Especialidades Eugenio Espejo, en Quito (15).

      • La variante: “hCoV-19/Ecuador/HEE_01/2020” fue clasificada dentro del tipo S (15).

      • La cepa es 99.66% parecida a cepas de Wuhan, China, por lo que no ha sufrido una gran cantidad de mutaciones como se muestra en la Fig. 3 (15).

  • Conocer el origen del SARS-Cov-2 es esencial para entender la dinámica del inicio del brote, lo que permite adecuar la respuesta por parte de salud pública y prevenir futuros brotes. El primer caso de COVID-19 fue reportada en Wuhan, China en diciembre del 2019 (1).

  • Todos los virus SARS-CoV-2 aislados de humanos están estrechamente relacionados con coronavirus aislados de poblaciones de murciélagos, lo que insinúa que este animal fue el origen ecológico del virus. El SARS-CoV-2 no tiene relación genética con otros coronavirus encontrados en animales domésticos o de granja (1). El nuevo coronavirus tiene una homología del 96,2% con el coronavirus del murciélago BatCOV RatG13(16).

  • Todas las secuencias genéticas publicadas del virus son muy similares, por lo que la OMS propone que el inicio del brote fue el resultado de una introducción en un solo punto en Wuhan. Además, los análisis sugieren que el evento epizoótico de “derrame” (spillover event en inglés) de una fuente animal a humanos ocurrió durante el último trimestre del 2019 (1).

  • En esta etapa no es posible determinar con precisión cómo los humanos en China se infectaron con SARS-CoV-2, sin embargo, toda evidencia disponible sugiere que este virus tiene un origen animal natural y no es un virus manipulado o construido. Dado que existe un contacto limitado entre seres humanos y murciélagos, es más probable que la transmisión de SARS-CoV-2 a humanos haya ocurrido a través de un huésped intermedio; una especie animal con mayor probabilidad de ser manejada por seres humanos. Hasta que se identifique y se controle la fuente de este virus, existe riesgo de reintroducción del virus a la población humana y por lo tanto de un nuevo brote (1). Se ha planteado que el posible intermediario podría ser un pangolín (17,18) ya que se ha detectado que la secuencia del dominio de unión a receptor (RBD) que es parte de la espiga del virus (19)(18) tiene una homología del 97.4% al del coronavirus de armadillos(20). En conclusión, SARS-COV-2 tiene su secuencia genómica similar a BatCOV RAG (16) y RBD similar al coronavirus del pangolín (17,18). Se cree que el contacto de ambos virus pudo presentarse en un tercer huésped dentro de un mercado húmedo de Wuhan-China (18,20–22).

  • La enzima convertidora de angiotensina (ACE2) encontrada en el epitelio respiratorio es codificada por el gen ACE2, y funciona como receptor para la proteína espiga (S) de la superficie del SARS-CoV-2 en primera instancia para la infección. Posteriormente a dicha unión, las proteínas de la punta del coronavirus son modificadas por proteasas celulares; la proteasa TMPRSS2 del epitelio respiratorio escinde la proteína S del pico del virus, exponiendo su péptido de fusión, lo que permite guiar la fusión del coronavirus con la membrana plasmática de la célula diana, lo que lo permite ingresar dentro de la célula, para posteriormente replicarse (Fig.1 ) (24).

  • En un estudio transversal de la expresión de dichos receptores en el epitelio respiratorio de poblaciones sanas fumadoras y no fumadoras, se obtuvieron las siguientes conclusiones (24):

  • ACE 2 se expresa en todas las regiones del árbol traquebronquial de personas sanas, con mayor expresión en la traquea y vías aéreas proximales, sin evidencia de diferencia significativa entre individuos fumadores y no fumadores. La expresión de ACE2 se observó principalmente en células epiteliales pulmonares (basales, intermedias, club, mucosas y ciliadas) (24).

  • En células de las vías respiratorias distales de población fumadora, se observó una mayor expresión de ACE2 y se encontró que la proteasa TMPRSS2 se encontraba regulada al alza, en contraste con la población no fumadora, con acentuación en el sexo masculino. De igual manera se encontró que el miR-1246 (micro-ARN con homología para ACE2) se encontraba regulado negativamente (24).

  • Los resultados de este estudio aportan a la fisiopatología de esta enfermedad y con su respectivo análisis, muestran que fumar y pertenecer al sexo masculino es un factor de riesgo para desarrollar la enfermedad.

  1. World Health Organization. Virus origin / Reducing animal-human transmission of emerging pathogens [Internet]. 2020 [cited 2020 Apr 10]. Available from: https://www.who.int/health-topics/coronavirus/who-recommendations-to-reduce-risk-of-transmission-of-emerging-pathogens-from-animals-to-humans-in-live-animal-markets

  2. Zhang X, Tan Y, Ling Y, Lu G, Liu F, Yi Z, et al. Viral and host factors related to the clinical outcome of COVID-19. Nature. 2020;

  3. ICTV. International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) [Internet]. [cited 2020 Apr 10]. Available from: https://talk.ictvonline.org/taxonomy/

  4. McIntosh K. Coronavirus disease 2019 (COVID-19): Epidemiology, virology, clinical features, diagnosis, and prevention. In: Ted W. Post, editor. UpToDate. Walthan, MA; 2020.

  5. Gorbalenya AE, Baker SC, Baric RS, de Groot RJ, Drosten C, Gulyaeva AA, et al. The species {Severe} acute respiratory syndrome-related coronavirus : classifying 2019-{nCoV} and naming it {SARS}-{CoV}-2. Nat Microbiol [Internet]. 2020 Apr [cited 2020 Apr 6];5(4):536–44. Available from: https://www.nature.com/articles/s41564-020-0695-z

  6. Ackermann M, Verleden SE, Kuehnel M, Haverich A, Welte T, Laenger F, et al. Pulmonary Vascular Endothelialitis, Thrombosis, and Angiogenesis in Covid-19. N Engl J Med. 2020 May;NEJMoa2015432.

  7. McIntosh K. Coronaviruses. In: Post TW, editor. UpToDate. Walthan, MA; 2020.

  8. Hizarcioglu-Gulsen H, Saltik-Temizel IN, Demir H, Gurakan F, Ozen H, Yuce A. Intractable diarrhea of infancy: 10 years of experience. J Pediatr Gastroenterol Nutr. 2014 Nov;59(5):571–6.

  9. Hu B, Zeng L-P, Yang X-L, Ge X-Y, Zhang W, Li B, et al. Discovery of a rich gene pool of bat SARS-related coronaviruses provides new insights into the origin of SARS coronavirus. Drosten C, editor. PLOS Pathog. 2017 Nov;13(11):e1006698.

  10. Li W, Wong S-K, Li F, Kuhn JH, Huang I-C, Choe H, et al. Animal Origins of the Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus: Insight from ACE2-S-Protein Interactions. J Virol. 2006 May;80(9):4211–9.

  11. Jung S-Y, Choi JC, You S-H, Kim W-Y. Association of renin-angiotensin-aldosterone system inhibitors with COVID-19-related outcomes in Korea: a nationwide population-based cohort study. Lancet. 2020;05–14.

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  13. Mehta N, Kalra A, Nowacki AS, Anjewierden S, Han Z, Bhat P, et al. Association of Use of Angiotensin-Converting Enzyme Inhibitors and Angiotensin II Receptor Blockers with Testing Positive for Coronavirus Disease 2019 (COVID-19). JAMA Cardiol. 2020;

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  15. Mena G. Universidad San Francisco de Quito cultiva éxitos: Obtuvo el primer genoma completo de una cepa de COVID-19 y proximamente presentara 6 genomas completos [Internet]. [cited 2020 Apr 10]. Available from: http://aulamagna.usfq.edu.ec/?p=11285

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  20. Lam TT-Y, Shum MH-H, Zhu H-C, Tong Y-G, Ni X-B, Liao Y-S, et al. Identification of 2019-nCoV related coronaviruses in Malayan pangolins in southern China. Nature. 2020;

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  24. Zhang H, Rostami MR, Leopold PL, Mezey JG, O’Beirne SL, Strulovici-Barel Y, et al. Expression of the SARS-CoV-2 ACE2 Receptor in the Human Airway Epithelium. Am J Respir Crit Care Med [Internet]. 2020 Jul 15 [cited 2020 Aug 6];202(2):219–29. Available from: /pmc/articles/PMC7365377/?report=abstract

 

 

FECHA DE ACTUALIZACIÓN: 16 DE OCTUBRE DEL  2020

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