Dr Rigoberto Lopez Anna- Valencia

Transcripción

1 Dr Rigoberto Lopez Anna- Valencia 1

2 IDEAS CIENTIFICAS EN EL COMIENZO DE LA VIROLOGIA LA GENERACION ESPONTANEA (desde Aristóteles hasta la mitad del S. XVII) Toda materia en putrefacción con humedad, calor, aire y otros principios activos puede originar seres vivos PRIMERAS EVIDENCIAS DE LA EXISTENCIA DE LOS VIRUS Concepto microbiano/no microbiano (finales del S XIX y principios del XX) concepto microbiano: los virus como diminutos microorganismos submicroscópicos filtrables que no podían cultivarse al no conocerse el medio adecuado. concepto no microbiano: definía a los virus como sustancias toxicas no celulares, capaces de producir los mismos efectos en inoculaciones sucesivas, ya que la enzima mantiene su patogenicidad a muy altas diluciones. No hay un paradigma único, sino dos incompatibles que coexisten, y ninguno de los dos pudo ser rechazado o aprobado. 2

3 Edward Jenner Descubre la vacuna de la viruela ( ) 3

4 Dimitri Ivanovsky Demuestra la filtrabilidad del agente infeccioso ( ) 4

5 A VIROLOGIA COMO CIENCIA BIOLOGICA. CONCEPTO DE VIRUS. Los virus son entidades subcelulares, metabólicamente inertes, infecciosas pero no siempre patogénicas, que constan de un solo tipo de acido nucleico, parasitan la maquinaria de síntesis macromolecular de la célula que infectan (fase intracelular) formando estructuras (viriones) que son un vehículo para el transporte del componente esencial del virus (el acido nucleico) en su salida al exterior de la célula (fase extracelular) para volver a infiltrar a otras células. 5

6 Francis Peyton Rous Virus del sarcoma de Rous ( ) 6

7 Friedrich Loeffler Describió el virus de la fiebre aftosa ( ) 7

8 LA INVESTIGACION BASICA EN VIROLOGIA HA CONTRIBUIDO A GRANDES AVANCES EN MEDICINA Y OTRAS CIENCIAS : DESARROLLO DE NUEVAS VACUNAS CONOCIMIENTO DE VIRUS ONCOGENICOS. Se establece el concepto de oncogén virales : genes capaces de producir transformación celular y eventualmente producir tumores en animales de experimentación. SECUENCIACION DE GENOMAS. VECTORES VIRALES EN LA TERAPIA GENICA: la eliminación de las secuencias implicadas en la patogenia y replicación viral por técnicas de manipulación genética o DNA recombinante, constituye la base de la generación de una amplia variedad de vectores virales. Los vectores son en realidad vehículos de transferencia génica. se utilizaron originariamente para el estudio de la función de genes aislados de su contexto y últimamente para la producción de proteínas recombinantes de valor terapéutico Ejemplos de vectores virales son retrovirus, adenovirus, herpesvirus, etc. 8

9 John Michael Bishop Descubrimiento del origen celular de los oncogenes retrovirales (1989) 9

10 Max Theiler Investigaciones sobre la fiebre amarilla ( ) 10

11 APORTACION DE LA MIT EN EL CONTEXTO DE LA VIROLOGIA Dr. Jenaer ( 1969) inicia sus primeros ensayos con ácidos nucleicos potenciados(dna, RNA) en el tto. del cáncer. Con el descubrimiento de las citoquinas, el IFN alfa y la IL2 la MIT empezó a tomar forma. Se desarrollan formulas secuenciales especificas utilizando todos estos elementos para el tto. de infecciones virales, cáncer y enf. autoinmunes. En 1981, aparecen los primeros casos de SIDA y en 1983 era identificado el HIV. La colaboración del Dr. Marichal dio paso a una nueva etapa de la MIT. La epidemia del SIDA llevo a un periodo de intensas investigaciones y al conocimiento de estructuras virales y de los genomas que permitieron al Dr. Marichal desarrollar los Ácidos Nucleicos Específicos (SNA). En los años 90 se desarrolla un SNA con una secuencia de nucleótidos similar a la parte sensible del genoma del HIV. Desde 1994 la MIT ha capitalizado la utilización de reguladores inmunes (citoquinas) de ácidos nucleicos y de SNA contra las infecciones virales. 11

12 Maurice Jenaer Padre de la Microinmunoterapia ( ) 12

13 TAXONOMIA Y CLASIFICACION DE LOS VIRUS - Desde 1973 existe un Comité Internacional para la Taxonomía de los Virus: ICTV. - Consta de 6 subcomites,45 grupos de estudio y mas de 400 virólogos. - Se encarga de aprobar periódicamente las nuevas clasificaciones y resolver los problemas surgidos en torno a estas. - El método taxonómico se basa en la clasificación de los virus en taxones, definidos por características morfológicas, propiedades estructurales, físicas, antigénicas y biológicas del virión, así como modos de transmisión y patogenicidad. - Existen 4 taxones principales : especie, genero, familia, orden. - Según la actualización del 2005, la taxonomía viral comprende : 3 ordenes, 73 familias, 9 subfamilias, 287 géneros, 2000 especies y otras 2000 especies provisionales. 13

14 EJEMPLO DE NOMENCLATURA VIRAL En el caso de la nomenclatura formal del virus respiratorio sincitial seria: orden : Mononegavirales familia: Paramyxoviridae subfamilia: Pneumovirinae genero: Pneumovirus especie: Human respiratory syncytial virus. 14

15 CRITERIOS UTILIZADOS EN LA DEFINICION DE TAXONES Orden: propiedades comunes entre familias composición bioquímica estrategias virales de replicación estructura de la partícula organización general del genoma Familia : propiedades comunes entre géneros las mismas que para el orden Genero: propiedades comunes dentro del genero tamaño del genoma y estrategias virales de replicación organización del genoma y nº de segmentos homología de secuencia y transmisión de vectores Especie: reordenamientos genómicos relaciones serológicas rango de huésped patogenicidad tropismo y distribución geográfica. 15

16 CLASIFICACION DE LA ICTV EN 9 GRUPOS PRESENTA LA PARTICULA VIRAL DE ACUERDO CON EL GENOMA QUE - Virus DNA de doble cadena ( Poxvirus, Herpesvirus,Papilomavirus,Poliovirus,Adenovirus) - Virus DNA de cadena sencilla ( Parvovirus) - Virus RNA de doble cadena (Reovirus ) - Virus RNA monocatenario de polaridad negativa (Mixovirus, Rabdovirus) - Virus RNA monocatenario de polaridad positiva (Picornavirus, Togavirus, Coronavirus, Flavivirus) - Virus DNAds y RNAss con transcriptasa inversa (Hepadnavirus, Retrovirus) - Agentes subvirales (viroides) - Agentes subvirales (satelites y priones) - Virus pendientes de asignacion 16

17 Pagina web del ICTV El virus es como un código de barras con 19 dígitos separados por puntos que tiene en cuenta todos los taxones. 17

18 ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS VIRALES Los virus son un paradigma de la estrategia de optimización de recursos ya que su limitada capacidad para codificar proteínas le hace valerse de principios generales simples para llevar a cabo sus funciones vitales. En general están formados por : genoma: acido nucleico cápside: contenedor proteico (protómeras: unidades proteicas idénticas) virión: partícula viral infectiva completa envoltura: bicapa lipídica de origen celular, modificada por la intervención de proteínas virales. 18

19 CAPSIDES VIRALES - La construcción de las cápsides virales requiere una cantidad muy pequeña de información genética, lo cual es posible por la aplicación de elementos de simetría y por que las proteínas estructurales están dotadas de polimorfismo conformacional. - Las cápsides virales se consideran como cristales (red continua tridimensional) que se extiende en dos dimensiones y deja un espacio en su interior. En este tipo de red se pueden colocar subunidades idénticas de forma que todas ellas tengan entorno equivalente. A partir de esta red plana se pueden generar dos tipos fundamentales de estructuras cerradas: helicoidales e icosaédricas. - El conocimiento de los conceptos del principio de cuasiequivalencia y el numero de triangulación T proporciona una nomenclatura sistemática para describir la estructura de las cápsides icosaédricas. 19

20 CAPSIDES VIRALES - El principio de cuasiequivalencia: es la asunción de que las subunidades idénticas de las cápsidas no interaccionan entre si de manera equivalente, es decir existe una cierta flexibilidad en los contactos intersubunidades lo que implica ligeras variaciones en la estructura tridimensional de las subunidades proteicas. - Numero de triangulación T: la relación que define los icosaedros posibles a partir de una red hexagonal y por tanto el numero de entornos cuasiequivalentes. 20

21 ESTRUCTURA HELICOIDAL - La estructura helicoidal es una partícula cerrada que exhibe una simetría cilíndrica. - Presenta gran simplicidad y flexibilidad de empaquetamiento. - Desfavorable relación entre superficie y volumen protegido - Inestabilidad inherente a estructuras estrechas y alargadas - Estas dos ultimas cualidades se dificulta su uso como contenedores de genomas. - Muy pocos virus utilizan esta estrategia estructural. - Un 10% de las familias virales son helicoidales y la mayor parte de ellas engloban virus de plantas y bacteriófagos. 21

22 ESTRUCTURA ICOSAEDRICA - Es una partícula cerrada que exhibe una simetría cubica - Tiene como base el principio de cuasiequivalencia combinado con el nº de triangulación l - Las subunidades proteicas que forman la cápside icosaédrica se agrupan formando diversos tipos de capsómeros: dímeros, trímeros, pentámeros hexámeros. - La relación entre superficie y volumen protegido es máximo - El 90% de los virus tienen estructura icosaédrica. - Entre los virus icosaédricos mas simples se encuentran tanto virus RNA como virus DNA. - Entre los virus RNA destacan las familias: Reo-,Birna-,Calici-,y Picornaviridae mientras que la familia de virus DNA se pueden destacar por su importancia: Parvo-,Polyoma-,Papilom- y Adenoviridae. 22

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24 VIRUS DE LA HEPATITIS B 24

25 VIRUS DE LA HEPATITIS B 25

26 EVOLUCION DE LOS VIRUS La rapidez es la característica mas importante de la evolución de los virus. Los factores principales que influyen en la evolución viral son: la diversidad genómica, la selección y el tamaño de la población viral. DIVERSIDAD GENOMICA: la variabilidad de las secuencias virales puede derivar: Mutación natural o espontanea: aparece un cambio en la secuencia genómica del virus debido a la incorporación errónea por la polimerasa de un nucleótido no complementario. Recombinación genética: intercambio de material genético entre genomas durante la replicación, con ayuda de enzimas del huésped. Reordenamiento de fragmentos genómicos enteros: en virus fragmentados como el virus de la gripe. el intercambio de fragmentos genómicos entre virus de la gripe humanos y animales puede dar lugar a cambios antigénicos drásticos responsables de grandes pandemias de gripe. 26

27 EVOLUCION DE LOS VIRUS SELECCIÓN DE GENOMAS: se ejerce sobre el conjunto de genomas mutantes generados en cualquier etapa del ciclo de replicación viral. En esta selección intervienen factores ambientales: la presión inmunológica(aquellas proteínas mas expuestas al SI mostraran mayor velocidad de evolución) y el rango de huésped( los virus que infectan un rango de huésped mas amplio presentan una alta frecuencia de cambio genético). El rinovirus del resfriado común que únicamente infecta a humanos circula con mas de 200 serotipos. 27

28 EVOLUCION DE LOS VIRUS TAMAÑO DE LA POBLACION VIRAL: se considera que en un organismo infectado el tamaño de la población puede alcanzar los unidades infecciosas. Esto proporciona una diversidad genética mas amplia que permite a los virus evolucionar. CUASI-ESPECIES VIRALES RNA: son distribuciones complejas de mutantes estrechamente relacionadas entre si, pero no idénticas, sometidas a un proceso continuo de mutación, competición y selección, este espectro de mutantes influye en la evolución del genoma viral a través de la secuencia maestra o genoma con mayor capacidad replicativa. 28

29 EVOLUCION DE LOS VIRUS LIMITES DE MUTABILIDAD: cuanto mayor es la complejidad de la información que hay que mantener menor es el error permitido en la copia del mensaje. Los virus se replican con una tasa de error muy cercana al valor umbral de transición a la catástrofe de error. Por esta razón una nueva estrategia de control viral es la búsqueda y diseño de fármacos capaces de disminuir la fidelidad de copia de las RNA replicasas y retrotranscriptasas para lanzar al virus a la catástrofe de error y a su extinción. 29

30 METODOS UTILIZADOS EN EL DIAGNOSTICO VIRAL 30

31 EVOLUCIÓN DE UNA INFECCIÓN VIRAL EN EL ORGANISMO 31

32 TIPOS DE INFECCIÓN VIRAL 32

33 FASES DEL CICLO LITICO VIRAL - Entrada: reconocimiento y penetración del virus en la célula. - Descapsidación viral: en una primera fase desprendimiento de la cápside viral y en su de la cubierta lipídica y en una segunda fase liberación del genoma viral en el sitio celular adecuado (citoplasma, citoesqueleto, por nuclear) - Traducción viral: síntesis de proteínas virales necesarias para la replicación del genoma viral. - Transcripción y replicación viral: síntesis masiva del acido nucleico viral un porcentaje del cual se traduce dando proteínas estructurales y funcionales del virus. - Ensamblaje: organización de los compuestos estructurales del virus(acidos nucleicos y proteínas) para dar cápsidas maduras infectivas. - Salida: liberación de viriones a partir de la célula que muere lisada y diseminación a otras cels. para iniciar un nuevo ciclo infectivo. 33

34 VIRUS ONCOGENICOS QUE PRODUCEN TUMORES EN HUMANOS 34

35 EFECTOS DE LOS PROTOONCOGENES Y GENES SUPRESORES SOBRE LA PROLIFERACIÓN CELULAR 35

36 EFECTOS DE LA INESTABILIDAD GENETICA CAUSADA POR LA MUTACIÓN DE GENES DE REPARACIÓN DEL DNA SOBRE LA APARICIÓN DE CANCER 36

37 INMUNIDAD INNATA Y ADAPTATIVA 37

38 COMPONENTES CELULARES Y MEDIADORES QUIMICOS EN LAS RESPUESTAS INNATA Y ADAPTATIVA 38

39 ELEMENTOS ACTIVOS EN LA R.I.A. QUE INTERVIENE EN LOS MECANISMOS EFECTORES CONTRA VIRUS CIRCULANTE Y CÉLULAS INFECTADAS 39

40 SISTEMAS RECEPTORES IMPLICADOS EN LA INDUCCIÓN DE MUERTE CELULAR EN LA I. INNATA Y ADAPTATIVA 40

41 RUTA DE DIFERENCIACIÓN Y ACTIVACIÓN DE CELULAS DENDRITICAS 41

42 INTERACCIÓN LINFOCITO T / CELULA DENDRITICA DURANTE LA ACTIVACIÓN 42

43 POLARIZACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE ESPECIFICA 43

44 MECANISMOS VIRALES DE EVASIÓN DE LA RESPUESTA DE ANTICUERPOS Y DEL COMPLEMENTO 44

45 MECANISMOS VIRALES DE EVASIÓN DEL INTERFERON 45

46 BLOQUEO DE LA SINTESIS DE CITOQUINAS Y MODULACION DE LA TRANSDUCCION DE SEÑALES INDUCIDAS POR CITOQUINAS 46

47 CITOQUINAS VIRALES Y RECEPTORES DE CITOQUINAS VIRALES 47

48 MECANISMOS VIRALES DE INHIBICION DE LA APOPTOSIS 48

49 MECANISMOS VIRALES DE EVASION DE CELULAS NK Y DE LA PRESENTACION ANTIGENICA A LINFOCITOS Tc 49

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