Características, Estructura y Clasificación de los Virus

Características Generales de los Virus

• Son partículas pequeñas, con un tamaño que oscila entre 20 y 300 nm.
• Son parásitos intracelulares obligados.
• Poseen un solo tipo de ácido nucleico (ADN o ARN).
• Se multiplican dentro de las células vivas.
• No tienen capacidad para generar energía (E) debido a la ausencia de enzimas metabólicas.
• Utilizan el material de la célula huésped para reproducirse y multiplicarse.

Conceptos Relacionados

• Viroides: Pequeñas partículas de ADN monocatenario que contienen información genética para su propia replicación en el núcleo de la célula.
• Priones: Proteínas infecciosas de bajo peso molecular (Pm), no antigénicas.
• Retrovirus: Virus ARN que poseen transcriptasa inversa (enzima que transcribe ADN bicatenario a partir de ARN y sintetiza ARN tomando como molde el ADN provírico).
• Virus defectivos: Incluyen solo una parte del genoma y no pueden replicarse por sí mismos.
• Pseudoviriones: Incluyen el genoma de la célula parasitada y no se replican.

Estructura Vírica

La estructura básica del virus es el virión. El virión está formado por:

• Ácido nucleico:
  • Puede ser ADN o ARN.
  • Se encuentra en el núcleo o core.
  • El material genético puede ser:
    • ARN (ribovirus): monocatenario (excepto reovirus).
    • ADN (desoxirribovirus): bicatenario (excepto parvovirus y fagos).
• Cápside: Cubierta proteica.

Capsómeros: Subunidades que forman la cápside.

Nucleocápside: Formada por:

• Genoma: Ácido nucleico. La molécula de ácido nucleico puede ser lineal, continua o fragmentada; circular, plana o superenrollada.
• Cápside

La nucleocápside puede estar:

• Desnuda
• Envuelta por peplos

Identificación de los Ácidos Nucleicos (Tinción de Naranja de Acridina)

• Virus ARN (monocatenarios): Rojos.
• Virus ADN (bicatenarios): Amarillos.

Morfología de los Virus

Según la cápside:

• Helicoidales:
  • La cápside es un cilindro hueco y helicoidal.
  • Tubo hueco formado por un filamento de ácido nucleico en espiral.
  • Formado por protómeros (unidades que se unen en forma de cinta).
• Icosaédricos o poliédricos:
  • La cápside tiene múltiples caras (generalmente es un icosaedro).
  • Estructura compacta de máxima fortaleza.
• Virus con envuelta: Forma esférica.
• Virus completos

Simetría mixta: Presenta simetría cúbica y una cola helicoidal.

Aislamiento de Virus

El aislamiento se produce en:

• Animales vivos.
• Huevos con embrión.

Cultivos Celulares o de Tejidos

• Primarios:
  • Se obtienen a partir de un trozo de tejido; las células se separan individualmente.
  • Dan lugar a una monocapa.
  • Tienen una vida corta.
• Secundarios:
  • Se obtienen a partir de cultivos celulares primarios.
  • Tienen una vida mayor.
• Líneas celulares continuas:
  • Son los más utilizados.
  • Son células transformadas.
  • Se mantienen indefinidamente en cultivo.
  • Los más importantes son: HeLa, KB, Hep2.

Diagnóstico de Infecciones Virales

• Microscopía electrónica.
• Cultivo.
• Serología para detectar títulos de anticuerpos (ELISA, IF, AHE).

Las muestras se obtienen a partir de:

• Secreción nasal.
• Frotis faríngeos.
• Líquidos vesiculares.
• Raspados de piel.
• Orina, heces, LCR, biopsias.

Efecto Citopático

Son aquellos efectos que originan un daño o muerte de la célula hospedadora. Estos efectos pueden ser:

• Multiplicación en el interior de la célula.
• Alteración de la permeabilidad de la célula hospedadora.
• Inhibición de la síntesis de ADN o ARN de la célula hospedadora.

Se manifiesta como:

• Cuerpos de inclusión.
• Policariocitos.
• Daño cromosómico.

Ciclo de Vida de los Virus

1. Adsorción a las células diana.
2. Penetración (endocitosis).
3. Liberación de la partícula viral:
   • Transcripción.
   • Replicación.
   • Formación de proteínas y ácidos nucleicos.
4. Expresión del genoma viral.
5. Ensamblaje de las nuevas partículas virales.
6. Salida de la célula para infectar a otras.

Tipos de Virus

Virus ARN o Ribovirus

Son monocatenarios, excepto los reovirus.

• Simetría icosaédrica:
  • Sin envoltura: Reoviridae (bicatenario), Caliciviridae, Picornaviridae.
  • Con envoltura: Flaviviridae, Togaviridae, Retroviridae.
• Simetría helicoidal.

Virus ADN o Desoxirribovirus

Son bicatenarios, excepto los parvovirus.

Ciclo de Vida del Virus (Detallado)

1. Adhesión: Del virus a los receptores de superficie de la célula diana (mediante elementos de fijación como las hemaglutininas).
2. Penetración: Por medio de fagocitosis.
3. Replicación: Para formar ARNm a partir del genoma (ADN o ARN).
4. Recombinación: Unión de proteínas y el material genético sintetizado.
5. Liberación:
   • Destruyendo la pared celular (lisis celular).
   • Modificando la membrana celular.

Cultivo de Virus

Identificación de los Virus

• Inocular la muestra en diferentes líneas celulares.
• Observar el efecto citopático que el virus produce en estas líneas celulares.

Propiedades Físicas

pH y capacidad tamponadora (con rojo de fenol):

• pH óptimo: Rojo.
• pH 7.0: Naranja.
• pH 6.5: Amarillo.
• pH 7.6: Azul-rojo.
• pH 7.8: Púrpura.

Composición de los Medios de Cultivo (M.C.)

• Soluciones salinas equilibradas (BSS).
• Aminoácidos (glutamina).
• Vitaminas (medio MEM: vitamina B).
• Glucosa (fuente de energía).
• Hormonas y factores de crecimiento:
  • Suero de ternera (el más usado): CF.
  • Suero bovino fetal: FCS.
  • Suero de caballo: HS.
  • Suero humano: HuS.

Medios de Cultivo (M.C.) Específicos para Virus

• BME (Medio Basal de Eagle):
  • Contiene aminoácidos esenciales.
  • Suero bovino fetal al 10%.
  • Crecen fibroblastos de ratón y células HeLa.
• MEM (Medio Mínimo Esencial de Eagle):
  • Es el medio más utilizado.
  • Contiene aminoácidos y suero al 10%.
• RPMI 1640: Crecen linfoblastos y líneas celulares leucémicas.
• IMDM (Medio de Modificación Iscove del medio DMEM):
  • Incluye albúmina bovina, transferrina y selenito.
  • Cultivo de linfocitos en medio libre de suero.
• McCoy 5A: Para crecimiento de líneas celulares diploides (rata, humanos).
• Medio 199: Se utiliza para cultivo de células no diferenciadas y estudio de cromosomopatías.

Antibióticos y Antifúngicos

Se utilizan como mezclas de:

• Penicilina + estreptomicina: Antimicrobiano.
• Penicilina + estreptomicina + fungizona: Antimicrobiano y antifúngico.
• Gentamicina: Antimicrobiano (alternar con penicilina y estreptomicina).
• Anfotericina B: Antifúngico y antilevaduras.

Cultivo de Virus (Métodos)

• Inoculación en animales de experimentación.
• Desarrollo sobre huevos embrionados.
• Cultivos celulares:
  • Primarios:
    • Fragmentos de tejidos.
    • Se disgrega con tripsina (monocapa).
    • Se realiza con células de riñón de mono y fibroblastos.
    • Se utilizan durante 2-3 semanas.
    • Tienen varios tipos de células.
    • Resisten 5-10 subcultivos.
    • El más utilizado es la célula de riñón embrionario humano (REU).
  • Secundarios: Se obtienen de un cultivo primario.
  • Líneas celulares diploides:
    • Constituidas por un solo tipo de células.
    • Son fibroblastos de pulmón.
    • Se utilizan para producción de vacunas, aislamiento viral y como sustratos para probar materiales tóxicos.
    • El 75% de las células tienen igual cariotipo que la original.
    • Son fibroblastos embrionarios.
    • El número de subcultivos no debe ser mayor a 50 pases.
  • Líneas de células continuas:
    • El 75% de las células son diploides.
    • Provienen de tejidos cancerosos.
    • Los más importantes son: HeLa, VERO, RK-13.
  • Cultivo de órganos.

Líneas Celulares

• Se utilizan monocapas celulares adheridas al lecho de un tubo.
• Requieren:
  • Sustratos esenciales.
  • Solución amortiguadora.
  • pH adecuado.
  • Suero fetal bovino.
• La monocapa se inocula con una muestra tratada.
• El virus se descubre por el desarrollo de un efecto celular (EC) de 3-4 días.

Efecto Citopático (EC)

Tipos:

• Formación de sincitios.
• Formación de vesículas.
• Inclusiones.
• Redondeamiento.
• Desprendimiento de la monocapa.

Líneas Celulares Más Utilizadas

• Hep-2.
• HeLa.
• VERO.

Diploides: Las que más se utilizan.

Detección del Crecimiento Vírico en Medios de Cultivo

• Por su acción o efecto citopático:
  • A nivel celular:
    • Alteraciones nucleares.
    • Alteraciones citoplasmáticas.
    • Aparición de cuerpos de inclusión.
    • Formación de sincitios.
  • A nivel de monocapa:
    • Retracción celular.
    • Despegamiento del tubo.
    • Distribución irregular.
• Por aparición de componentes del virus en el medio de cultivo:
  • Hemaglutininas.
  • Antígenos (Ag) fijadores del complemento.
• Por hemadsorción o fijación: De eritrocitos en la membrana de células infectadas.
• Por inmunofluorescencia directa (IFD): Con anticuerpos (Ac) específicos.
• Por interferencia: De la acción citopática con otros virus infectantes.
• Por microscopía electrónica.

Toma de Muestra

• Obtención temprana de la muestra.
• En condiciones de esterilidad.
• No dejar la muestra a temperatura ambiente ni en incubadora. No congelar ni descongelar.
• Guardar en nevera a 4ºC – 8ºC o en hielo con agua hasta que se pueda inocular.
• Si el tiempo de inoculación es mayor de 4 días, congelar a -70ºC.

Criopreservantes

• DMSO (dimetilsulfóxido).
• Suero/leche descremada/proteínas/sorbitol.
• Glicerol/sacarosa.

Clasificación de Virus ARN

• Familia Reoviridae:
  • Rotavirus:
    • Produce gastroenteritis en lactantes y niños entre 6 y 24 semanas.
    • Incubación de 1-3 días.
    • Se detecta en heces (aglutinación con partículas de látex).
• Familia Caliciviridae: Hepatitis E.
• Familia Picornaviridae:
  • Enterovirus:
    • Produce parálisis, meningitis, miocarditis.
    • Hepatitis A (tipo 72).
    • Transmisión fecal-oral.
  • Rhinovirus: Causa el resfriado común.
• Familia Togaviridae y Familia Flaviviridae:
  • Rubeola:
    • Causa malformaciones congénitas.
    • Síntomas respiratorios.
    • Erupción eritematosa.
    • En gestantes produce sordera, cataratas, problemas cardíacos.
    • Incubación: 14-21 días.
    • Diagnóstico: Medios serológicos para detectar IgG e IgM (infección aguda).
    • Métodos utilizados: ELISA, FC, aglutinación con látex.
    • Vacuna triple vírica: A los 15 meses y 9 años (paperas, sarampión, rubeola).
  • Hepatitis C:
    • Transmisión fecal-oral.
    • Es crónica.
• Familia Retroviridae: Lentovirus (VIH – SIDA).
• Familia Orthomyxoviridae.
• Familia Paramyxoviridae:
  • Parainfluenzae (VPI): Infección del tracto respiratorio.
  • Virus Respiratorio Sincitial (VRS): Produce neumonía.
  • Sarampión:
    • Vía respiratoria.
    • La rubeola es una enfermedad aguda y febril en la que aparecen manchas de Koplik.
    • Vacuna triple vírica.
  • Parotiditis:
    • Produce paperas.
    • Incubación: 18-21 días.
    • Transmisión aérea.
    • Métodos serológicos (para detectar IgM).
    • Puede afectar a testículos y ovarios.
• Familia Arenaviridae:
  • Virus de Lassa.
  • Virus Machupo.
  • Virus Junín.
• Familia Rhabdoviridae.

Virus de la Hepatitis

• ARN:
  • Hepatitis A:
    • Transmisión fecal-oral.
    • No son crónicas.
  • Hepatitis E:
    • Transmisión fecal-oral.
    • No son crónicas.
  • Hepatitis C:
    • Transmisión parenteral.
    • Son crónicas.
  • Hepatitis D:
    • Transmisión parenteral.
    • Son crónicas.
• ADN.

Clasificación de Virus ADN

• Familia Parvoviridae.
• Familia Papovaviridae:
  • Efecto potencial cancerígeno.
  • Causan verrugas y papilomas.
• Familia Adenoviridae:
  • Patología del tracto respiratorio y ocular.
  • Principalmente en niños menores de 6 años.
  • Se aísla en cultivos celulares a partir de secreciones nasofaríngeas.
• Familia Hepadnaviridae.
• Familia Herpesviridae:
  • Virus Herpes Simple (VHS):
    • Producen infecciones latentes.
    • Tipos:
      • VHS-1: Encima de la cintura.
      • VHS-2: Genitales.
    • Con la tinción de Wright o Giemsa, las células se ven grandes y multinucleadas.
  • Citomegalovirus (CMV):
    • En pacientes inmunodeprimidos.
    • Transmisión por contacto.
    • Se encuentra en saliva, orina, semen, leche materna.
    • Al microscopio aparece el «ojo de lechuza».
  • Virus Varicela-Zóster (VVZ):
    • Produce la «viruela loca» o varicela.
    • Se da cuando disminuye la inmunidad.
  • Virus Epstein-Barr (VEB):
    • Produce la mononucleosis infecciosa.
    • Asociado al linfoma de Burkitt.
    • Prueba de Paul Bunnell (para detectar anticuerpos heterófilos).
    • El virus ataca a los linfocitos B, pero no a los linfocitos T.
  • Herpes Virus Humano 6 (HHV-6):
    • Elevación brusca de temperatura (40ºC de 2-4 días).
    • En niños de 3 meses a 6 años.

Esquema de Clasificación de Virus

• ARN: Rotavirus, Rubeola, Rabia, VIH (SIDA), Gripe, Sarampión, Parotiditis.
• ADN: Parvovirus, Verrugas/Papilomas, Hepatitis B (VHB), Herpes Simple (VHS), Citomegalovirus (CMV), Varicela-Zóster (VVZ), Epstein-Barr (VEB), Viruela.

Virus VIH (SIDA)

Características

• Pertenece a la familia Retroviridae, subfamilia Lentivirus.
• Es ARN (monocatenario: formado por una sola cadena de ARN).
• Sintetiza ADN a partir de ARN viral por la acción de la transcriptasa inversa.
• Posee nucleocápside y envoltura.
• Genes:
  • Estructurales:
    • Genes core:
      • Transcriptasa inversa.
      • Proteínas (que son antígenos): p24, p17, p15.
    • Genes de envoltura:
      • Glicoproteínas (gp): gp120 (tropismo por el receptor CD4 de los linfocitos T4 – LT cooperadores), gp41 (facilita la aproximación del virus a la célula diana), gp160.
  • Reguladores: Para la replicación del virus (tat, rev, nef, tev, vpr).
• El virus se une a los receptores CD4 de los linfocitos T4.
• Se produce una destrucción de linfocitos T4 (CD4: LT cooperadores).
• Hay una pérdida de respuesta inmunitaria, tanto celular como humoral.
• La respuesta inmunitaria frente al virus suele tardar entre 6 y 8 semanas (periodo ventana).
• Al pasar este tiempo, el ADN se pone en circulación y se integra en el ADN de la célula (periodo de latencia: 2-8 años).
• Transmisión vertical: intrauterina.
• Tipos:
  • VIH-1: Produce SIDA.
  • VIH-2: Produce inmunodeficiencia.
• Genes principales:
  • env: Codifica glicoproteínas de la envoltura.
  • gag: Codifica proteínas del core (p55, p24, p17, p15).
  • pol: Codifica enzimas necesarias para la replicación vírica:
    • Transcriptasa inversa: Síntesis de ADN a partir de ARN vírico cuando el virus entra en la célula.
    • Proteasa.
    • Endonucleasa.
• El CD4 también lo expresan: macrófagos, células de la glía y células de Langerhans.
• Seroconversión: De 6 semanas a 6 meses.

Diagnóstico de Laboratorio del VIH

Datos de Laboratorio

• Linfocitos T cooperadores (LT) < 400.
• Trombocitopenia.
• Leucopenia.
• Anemia.
• Hipergammaglobulinemia: Aumento de gammaglobulinas.
• Serología: VIH positivo (+).
• Aparecen neoplasias:
  • Sarcoma de Kaposi.
  • Linfoma de células B.
• Infecciones oportunistas:
  • Protozoos: Toxoplasma, Cryptosporidium, Isospora.
  • Bacterias: Micobacterias, Treponemas, Salmonellas, Legionella.
  • Hongos: Pneumocystis carinii, Cryptococcus neoformans, Candida albicans.
  • Virus: Herpes simple, Epstein-Barr, Citomegalovirus.

Técnicas de Cribado

• ELISA (si es positivo, se confirma con otras técnicas).
• Pruebas de aglutinación con látex o hematíes.
• Técnicas de quimioluminiscencia.
• ELISA (para detectar IgG específica contra VIH). Tipos de ELISA:
  • Indirectos: Más sensibles.
  • Competitivos: Más específicos.
  • Sándwich: De tercera generación.

Técnicas de Confirmación

• IFI (Inmunofluorescencia Indirecta):
  • En una fase sólida se encuentran las células infectadas por el VIH.
  • Se añade un anticuerpo marcado o fijado a un fluorocromo (para ver la reacción antígeno-anticuerpo).
  • Se utiliza el microscopio de fluorescencia.
• RIPA (Radioinmunoprecipitación):
  • El virus se expone a una sustancia marcada.
  • Se detectan por autorradiografía los inmunoprecipitados que se han formado.
  • El virus crece en las células y se expone a una sustancia radiomarcada que, tras el procesamiento, permite detectar por autorradiografía los inmunoprecipitados que se han formado.
  • La p24 se detecta peor.
• Western Blot (WB):
  • Se utiliza para diferenciar o distinguir los anticuerpos frente a las diferentes proteínas del virus.
  • Se someten las proteínas del virus a una electroforesis en gel de poliacrilamida (se separan y forman bandas según su peso molecular; las proteínas de bajo peso molecular emigran más lejos).
  • Estas bandas (las que contienen las fracciones de proteínas) reaccionan con el suero, produciéndose la reacción antígeno-anticuerpo.
  • Luego se añade anti-IgG humana marcada con una enzima.
  • El WB demuestra la presencia de anticuerpos frente a cada una de las proteínas del virus por separado.
  • Según la OMS, la presencia de al menos dos bandas de envoltura demuestra la positividad del VIH (VIH+).
  • Las bandas más comunes son, en orden decreciente: gp160, gp120, p24.
  • Si con las pruebas de cribado y de confirmación la serología es indeterminada, entonces se realiza el cultivo viral o PCR.
• Cultivo.
• PCR.

Marcadores de Seguimiento de la Enfermedad

• Detección del antígeno p24: En fases precoces y tardías. Es el primer marcador serológico que se positiva después de la infección. Puede reconocerse este antígeno durante la primoinfección.
• Detección de anticuerpos anti-p24: En fases tardías.
• Recuento celular de linfocitos T4 o cociente respecto a linfocitos T8.
• Western Blot (WB).
• RIPA.