Chikungunya: Aspectos virológicos que afectan la epidemiología y la transmisión Jairo A. Méndez-Rico, PhD Asesor Regional Enfermedades Virales OPS/OMS Washington DC 0
Enfermedades Emergentes Microbial Threats to Health in the United States 1992, Instituto de Medicina (USA) Enfermedades emergentes: se reconocen nuevas enfermedades (p.e. un nuevo agente patógeno) Enfermedades re-emergentes: Ya se habían controlado pero se activaron nuevamente (p.e. en un nuevo territorio) 1 Title of the Presentation (Joshua Lederberg & Robert Shope)
Enfermedades Emergentes Las enfermedades emergentes son parte de un proceso histórico Durante los últimos 15 años, la mayoría de enfermedades infecciosas nuevas han sido virales Gracias a su capacidad de adaptación y rápida evolución los virus constituyen el mayor reto
Enfermedades Emergentes Arbovirus (Arthropod-Borne Virus): Transmitted by hematophagous arthropods (mosquitoes, ticks, fleas, etc.) Togaviridae Flaviviridae Bunyaviridae Reoviridae
Enfermedades Emergentes Arbovirus (Arthropod-Borne Virus): Transmitted by hematophagous arthropods (mosquitoes, ticks, fleas, etc.) Togaviridae Flaviviridae Bunyaviridae Reoviridae Dos géneros: Rubivirus (Rubeola) Alphavirus
Alphavirus Mas de 30 virus en 7 complejos Semliki Forest (SFV) O nyong-nyong (ONNV) Mayaro (MAYV) Ross River (RRV) Chikungunya (CHIKV) Sindbis WEEV VEEV EEEV
Alphavirus Virus con envoltura lipídica Simetría icosahédrica y forma esférica Todos compuestos por ssrna Cortesía, Ann Powers, CDC Fort Collins
Alphavirus
Alphavirus RNA (+): Se traduce directamente en ribosomas RNAdRNAp: Replicación RNA(-) RNA (-) RNA (genómico) La RNA pol no tiene acción correctora : mutaciones (deletéreas, silentes pero constantes, adaptativas)
Alphavirus gp Envoltura (E1 + E2) Expuesta a mayor presión adaptativa o o Responsable de unión a receptores celulares, escape del endosoma Determinantes antigénicos Cortesía, Ann Powers, CDC Fort Collins
Chikungunya (CHIK) (J Hyg (Lond). 1956 Jun;54(2):177-91.)
Chikungunya (CHIK) (J Hyg (Lond). 1956 Jun;54(2):177-91.) muy aguda aparición de dolores paralizantes en las articulaciones, fiebre severa y finalmente, la erupción visible. una variante clínica de dengue clásico que difiere en la ausencia de dolor de cabeza, de la sensibilidad a la presión a los globos oculares, y del dolor en los movimientos del ojo"
Chikungunya (CHIK) Las manifestaciones clínicas son un reflejo de los efectos del virus sobre las células afectadas: Tropismo celular
Chikungunya (CHIK) Receptores: DC-SIGN (CD209) L-SIGN (hígado y nódulos linfáticos) Heparan sulfato Laminina Integrinas NATURE REVIEWS Microbiology Vol 8 July 2010 491
Chikungunya (CHIK) In vitro, se ha demostrado que CHIKV crece en diversas líneas no humanas: Vero, embrión de pollo, fibroblastos BHK21, L929, y células hepáticas HEp-2 En cultivos experimentales con células humanas: Células adherentes (primarias epiteliales y endoteliales), fibroblastos y (en menor medida) macrófagos. También en humanos, se ha visto replicación en células musculares satelitales, pero no en miotubos diferenciados. Las células B y T no son susceptibles a CHIKV (in vitro). Como otros alphavirus, CHIKV es altamente citopático en cultivo de células humanas. La infección lleva rápidamente a la apoptosis: efecto en la fisiopatología
Chikungunya (CHIK) NATURE REVIEWS Microbiology Vol 8 July 2010 491
Chikungunya (CHIK) Ozden S, Huerre M, Riviere J-P, Coffey LL, Afonso PV, et al (2007) Human Muscle Satellite Cells as Targets of Chikungunya Virus Infection. PLoS ONE 2(6): e527. doi:10.1371/journal.pone.0000527 NATURE REVIEWS Microbiology Vol 8 July 2010 491
Emerging Infectious Diseases www.cdc.gov/eid Vol. 16, No. 3, March 2010 -Lesiones placentarias en sólo 1 de 624 mujeres infectadas durante el embarazo -Se ha demostrado que los sincitiotrofoblastos humanas son refractarios a la infección
Emerging Infectious Diseases www.cdc.gov/eid Vol. 16, No. 3, March 2010 -Lesiones placentarias en sólo 1 de 624 mujeres infectadas durante el embarazo -Se ha demostrado que los sincitiotrofoblastos humanas son refractarios a la infección -El presunto mecanismo de transmisión viral es el paso directo de la sangre materna en la circulación fetal a través de pequeñas rupturas de la placenta durante el parto
Epidemiología http://discovermagazine.com/tags?tag=arthropods
Epidemiología http://www.cdc.gov/chikungunya/geo/index.html
Epidemiología (molecular) Genoma ~ 12Kb 3 genotipos
The geographic reach of Chikungunya virus. National Academy of Sciences PNAS 2011;108:7653-7654 2011 by National Academy of Sciences
Demuestra que la epidemia en el Océano Índico fue por el linaje ECSA Africano
Epidemiología (molecular) Demuestra que la epidemia en las Américas corresponde a la introducción del genotipo Asiático
Epidemiología (molecular) Viruses 2014, 6(11), 4628-4663; doi:10.3390/v6114628
Transmisión Ciclo similar a Fiebre Amarilla (selvático) y Dengue
Transmisión Distribución del vector principal Aedes aegytpi http://ucanr.edu/blogs/bugsquad//blogfiles/14980_original.jpg
Transmisión Aedes albopictus como vector de CHIKV
PLoS Med. 2006, 3:1058-70
Transmisión Cambio de Ala 226 Val (Proteína E1 pept. de fusión) En SFV el residuo 226 regula la dependencia del colesterol durante la fusión Una mejor adaptación al contenido lipídico de la membrana puede mejorar la replicación Los virus mutantes aumentan notablemente la diseminación en órganos (secundarios) del mosquito
Transmisión Infección de Aedes albopictus con variantes de CHIKV Val Ala
Transmisión??? PNH Nuevo humano?
Diagnóstico por laboratorio La confirmación etiológica específica de CHIKV sólo es posible por técncias de laboratorio En áreas endémicas, el dengue constituye el principal diagnóstico diferencial Las plataformas para vigilancia de dengue, permitiran la detección y vigilancia de CHIKV
Diagnóstico por laboratorio Los centros colaboradores y laboratorios de referencia en la región, juegan un papel primordial en la confirmación (serológica) de los casos Una vez demostrada la circulación viral autóctona, no será necesario confirmar el 100% de los casos
Diagnóstico por laboratorio Se deben ajustar los protocolos de vigilancia para no sobrecargar los laboratorios, considerando la confirmación de los casos graves pero sólo un porcentaje o número limitado de muestras ambulatorias con fines de vigilancia (no diagnóstico individual) El laboratorio juega un papel fundamental para la detección de los casos iniciales; sin embargo, los programas de vigilancia deben articular además el componente clínico, epidemiológico, ambiental y social para lograr una adecuada caracterización y control de brotes
Gracias!
Preparación en la Región Instituto Conmemorativo Gorgas, junio 2014 Colaboración con el CDC
Diagnóstico por laboratorio Fiebre Virus / Antígeno Acs. neutralizantes IgG Acs. IgM 3-7 días 1-8 días (max) Incubación Viremia 15-20 días (Umbral de anticuerpos) Adaptado de: Chikungunya overview, Dr. P. Formenty
Diagnóstico por laboratorio Dx. VIROLÓGICO Dx. SEROLÓGICO Aislamiento viral BSL 3 (virus emergente) Detección de RNA (PCR) MAC-ELISA HI PRNT 1 8 16 Días tras el inicio de síntomas Detección viral: días 1 a 5 (máximo 8) Detección Acs (IgM) : día 5 en adelante
Ensayos serológicos: ELISA IgM 1. Cubrir con anti-human IgM 2. Suero del paciente (IgM) 3. Adicionar Antigeno CHIKV HRP HRP 4. Adicionar conjugado HRP anti-grupo Adaptado de: Laboratory Testing for Chikungunya Virus, Dr. R. Lanciotti, CDC
Ensayos serológicos: ELISA IgG 1. Cubrir con Acs Monoclonales (anti-grupo) 2. Adicionar antígeno viral (CHIK) 3. Adicionar suero del paciente AP AP 4. Adicionar conjugado anti IgG Adaptado de: Laboratory Testing for Chikungunya Virus, Dr. R. Lanciotti, CDC
Ensayos serológicos: Neutralización Ensayo de Neutralización por Reducción de Placas (PRNT) Incubar diluciones del suero del paciente + virus Interpretación: 100 plaques = No hay anticuerpos presentes en la muestra 90% de reducción de placas= anticuerpos presentes Neutralización No neutralización Adaptado de: Laboratory Testing for Chikungunya Virus, Dr. R. Lanciotti, CDC
Diagnóstico por laboratorio Los laboratorios deben implementar y fortalecer la capacidad diagnóstica básica para detección viral Limitaciones de las pruebas serológicas: CDC a validado algunos estuches comerciales Detección de IgM/IgG: ELISA in house (CDC) relativamente compleja, exigente Reacción cruzada con otros alpha-virus (especialmente Mayaro) Los ensayos serológicos (única muestra) son presuntivos
Diagnóstico por laboratorio Los laboratorios deben implementar y fortalecer la capacidad diagnóstica básica para detección viral Limitaciones de las pruebas serológicas: La confirmación serológica implica muestras pareadas (10-14 días de la aguda) Seroconversión (Neg a Pos) Aumento de títulos (4 veces) ELISA es CUALITATIVA (no cuantitativa) Se debe confirmar con técnicas cuantitativas como HI ó Neutralización (>especificidad) Las pruebas rápidas presentan muy baja sensibilidad
Diagnóstico por laboratorio Fiebre Virus / Antígeno Acs. neutralizantes IgG Acs. IgM IgM = POS IgG = POS 3-7 días 1-8 días (max) Incubación Viremia 15-20 días (Umbral de anticuerpos) 45 Adaptado de: Chikungunya overview, Dr. P. Formenty
Diagnóstico por laboratorio Ensayo confirmativo recomendado: CDC CHIK Real-Time RT-PCR Diseño original: 4 iniciadores/2 sondas (actualizado, 2014) Detecta todos los genotipos de CHIK (WA, SCEA, & Asia) 25 copias/reacción (alta sensibilidad) 46 CHIKV Diagnóstico por laboratorio
Diagnóstico por laboratorio Ensayo confirmativo recomendado: CDC CHIK Real-Time RT-PCR Actualizado 2014: 5 iniciadores + 3 sondas Detecta todos los genotipos de CHIK (WA, SCEA, & Asia) 25 copias/reacción (alta sensibilidad) 47 CHIKV Diagnóstico por laboratorio
Diagnóstico por laboratorio Los centros colaboradores y laboratorios de referencia en la región, juegan un papel primordial en la confirmación (serológica) de los casos Una vez demostrada la circulación viral autóctona, no será necesario confirmar el 100% de los casos
Diagnóstico por laboratorio Se deben ajustar los protocolos de vigilancia para no sobrecargar los laboratorios, considerando la confirmación de los casos graves pero sólo un porcentaje o número limitado de muestras ambulatorias con fines de vigilancia (no diagnóstico individual) El laboratorio juega un papel fundamental para la detección de los casos iniciales; sin embargo, los programas de vigilancia deben articular además el componente clínico, epidemiológico, ambiental y social para lograr una adecuada caracterización y control de brotes