Virología general (página 2)

Estructura,
función y composición
química

En el caso de los virus, la estructura
está referida a la distribución, orden y enlace de
sus componentes, siendo un elegante y maravilloso ejemplo de
arquitectura en el ámbito de las macromoléculas.
Sobre la base de estos conceptos, se puede decir que hay una
parte central que se denomina CORE donde está
ubicado el ácido nucleico viral, rodeado por
proteínas, que se denominan CAPSÓMEROS. El
conjunto de ellos recibe el nombre de CÁPSIDE. Lo
que se ha descripto brevemente es lo que constituye un virus
desnudo (Figura 1).

Figura 1: Representación
esquemática del llamado adenovirus. La parte
central es él core a ADN. Los hexágonos representan
los capsómeros. Las proyecciones es este virus se llaman
fibras.

Además de estos virus desnudos,
están los llamados virus cubiertos que poseen una
envoltura (membrana) (Figura 2), en la que se puede
observar además de los componentes de la figura 1, una
cubierta que está rodeando la cápside.

Figura 2: Representación
esquemática del virus influenza (productor de la gripe).
En este tipo de virus cubiertos, las proyecciones se llaman
espículas, que en este caso son la hemaglutinina y la
neuraminidasa.

Tanto en los virus desnudos como en los
cubiertos, se puede observar en algunos de ellos, proyecciones
que en los desnudos, están insertadas en un
capsómero y en los cubiertos, en la membrana del virus.
Estas proyecciones reciben el nombre de ESPÍCULA en
el caso de los virus cubiertos; en el caso de los virus desnudos
tienen designaciones específicas, como por ejemplo
FIBRA en el caso de los virus ADENO o SIGMA
en los denominados REOVIRUS.

Es importante desarrollar después de
la estructura, la FUNCIÓN que cumplen cada uno de
los componentes. Estructura y función siempre van juntas,
pues si cambiara la estructura, simultáneamente
cambiaría la función.

CORE: Se dijo que es la parte
central donde está localizado el ácido nucleico. La
función de éste es producir la infección
viral, así como llevar toda la información
genética. Sobre el término infección ya se
hizo el comentario de su significado. En cuanto a
información genética, se puede explicar en forma
simple, que es la responsable de que los nuevos virus (hijos),
tengan todas las características del virus que inicia la
infección (parental).

CAPSÓMEROS: Tienen la
función de cubrir y así proteger al core de la
acción de agentes físicos y químicos. En los
virus desnudos, alguno funciona como receptor,
término que se comentará más
adelante.

CÁPSIDE: Como está
formada por el conjunto de los capsómeros, su
función, además de protección, es la que
contribuye a la forma y tamaño del virus. Como toda
macromolécula, los virus poseen lo que se denomina peso
molecular, al cual contribuye la cápside. Los virus al
infectar, generan defensas del organismo infectado
(anticuerpos). La cápside es la principal formadora
de anticuerpos por ser un buen antígeno.

PROYECCIÓN: Se comentó
que en los virus desnudos tienen generalmente un nombre
específico. Su función es la de receptor y de
antígeno.

MEMBRANA: Contribuye a la forma del
virus.

ESPÍCULAS: Proyección
presente en muchos virus cubiertos. Al igual de la
proyección, su función es la de receptor y
antígeno.

En cuanto a la composición
química, el core está constituido por un
ácido de los conocidos y denominados nucleico: ADN
(ácido deoxiribo nucleico) y ARN (ácido
ribonucleico).

Los capsómeros y
cápside están constituidos por
proteína, que está especificada por el core, siendo
diferente a las constituyentes de la célula.

La membrana de los virus cubiertos
está constituida por proteínas, lípidos
(grasas) y glúcidos (hidratos de carbono).

Las espículas o
proyecciones están constituidas por
proteínas a las cuales se les puede unir un glúcido
(glicoproteínas).

Resumen de la
estructura, función y composición

Parte constituyente Composición
química Función

____________________________________________________________________________

Core Ácido nucleico
Infectividad

Código genético

___________________________________________________________________________

Capsómeros Proteína Cubrir y
proteger al core

____________________________________________________________________________

Protección-Forma

Tamaño-Peso molecular

Cápside Proteína
Antigenicidad

Receptor en los virus desnudos

Membrana Proteína, lípido, glúcido
Forma

____________________________________________________________________________

Espículas Glicopoteína
Antigenicidad – Receptor

____________________________________________________________________________

Propiedades
físicas y biológicas

Dentro de las propiedades
físicas de los virus, resalta la de mantenerse
activos a muy bajas temperaturas, propiedad que no es
exclusiva, pues las células en general también se
conservan viables ("que puede vivir"). En el laboratorio se usan
para conservar los virus temperaturas bajo cero, que va de los
–40ºC a los –196ºC (nitrógeno
líquido). Son resistentes a la purificación,
propiedad que se aprovecha en la obtención de las vacunas.
Son cristalizables, lo que permite estudiar la estructura
por medio de técnicas especiales. Propiedad
biológica que se resalta es la de la
mutación, (cambiar, modificarse como por ejemplo el
virus de la gripe y de la inmuno deficiencia humana –VIH) que es
una característica de los seres vivos, reino al
cuál pertenecen los virus. Infectar es otra
propiedad ya comentada. Hemaglutinar (unión de
glóbulos rojos), propiedad utilizada en diagnóstico
y caracterización de los virus que tienen esa propiedad.
La propiedad biológica de gran beneficio es ser buenos
antígenos, que se manifiesta en una respuesta inmune
(formación de defensas – anticuerpos) que
puede ser por vida. Esta propiedad se pone de manifiesto en lo
beneficiosa que es la vacunación con los virus, como se
comenta al desarrollar el tema de la prevención a las
infecciones y/o enfermedades por virus.

Técnicas
para aislar los virus

Los virus al infectar, se distribuyen por
diferentes partes del organismo. A partir de alguno/s de su/s
componente/s, es que se intenta aislarlo para luego
identificarlo. Los materiales en general son: sangre (de
ésta, lo que se denomina suero), orina, materia fecal,
líquido cefalorraquídeo (líquido que se
obtiene por punción entre las vértebras de la
columna vertebral), lesiones en la piel o garganta,
etcétera.

A partir del material seleccionado es que
se intenta el aislamiento usando la técnica que
generalmente está indicada. Ellas son: cultivo
celular (en el laboratorio se puede obtener células
que forman una capa, simulando un tejido). Al poner en contacto
con las células el material a investigar, si éste
contiene un virus, se pondrá de manifiesto una
alteración de las células, producida por el virus,
que como ya se señaló, son parásitos
obligados de las células y por ello se produce la
alteración. En el líquido que baña las
células (medio de cultivo) se encontrarán
los virus.

Otra técnica de aislamiento de virus
es la inoculación de huevos de gallina embrionados
entre los 8 y los 10 días. El material se inocula a
través del saco de aire (el extremo más redondeado
del huevo). De estar presente un virus con capacidad de
replicarse (término que en Virología
significa que se están formando nuevos virus iguales al
original), lo harán en el embrión, él que al
observarse por medio del ovoscopio, mostrará movimientos
muy lentos o muerto. En el llamado líquido alantoideo, en
el que está como flotando el embrión, se encuentran
los virus que se replicaron en el embrión. El
líquido se obtiene por medio de jeringas, cuya aguja
atravesó la cámara de aire.

El ratón albino suizo,
animalito muy conocido y popular como mascota, es también
utilizado para el intento de aislamiento de virus, en especial el
que se denomina ratón recién nacido, que
tiene una edad entre las 24 y 72 horas. El material se inocula
generalmente por vía cerebral, aunque también se
usa la vía intra peritoneal. Los ratones son observados
diariamente y si está presente un virus capaz de
replicarse en el lugar inoculado, los pequeños ratones no
se alimentan, se muestran inquietos o muy pocos móviles,
signos de enfermedad e incluso algunos muertos.

Se dijo más arriba: en especial el
que se denomina ratón recién nacido. Esto significa
que también pueden inocularse ratones adultos, pero que
son mucho menos sensibles que los recién
nacidos.

Otro animal, también usado como
técnica de aislamiento de virus es el hamster (otra
mascota). Al igual que el ratón albino suizo, se usan
edades iguales, así como vías de
inoculación.

Es importante comentar que hasta el
desarrollo del cultivo celular en la década del año
1950, el empleo del ratón o del hamster era el
huésped obligado para el aislamiento de los virus. A
partir de esa década, su uso ha disminuido notoriamente.
Actualmente, la técnica de elección es el cultivo
celular, en especial el llamado de línea
contínua, sobre la base de células que se
pueden mantener por períodos muy prolongados en
condiciones especiales.

También se emplea el cultivo
celular primario, que se obtiene a partir de un
órgano como puede ser por ejemplo el riñón o
de un embrión como puede ser de pollo, del cual se obtiene
entre otras, las llamadas células fibroblásticas.
En el caso de los huevos de gallina embrionados, su uso sigue
siendo rutina para el caso del virus influenza (gripe),
usándose también el cultivo celular.

VISUALIZACIÓN DE LOS VIRUS. Se comentó antes
que los virus son extremadamente pequeños y que no es
posible verlos con los métodos o técnicas
habituales. Hasta ahora, solo es posible verlos con el denominado
microscopio electrónico, aparato que permite ampliar el
objeto que se está viendo a límites tales que lo
hacen visibles al ojo humano, siendo posible también
fotografiarlos. Esta técnica es la que ha permitido y
permite estudiar y conocer la estructura de los virus
(además de otros componentes de la biología)
así como conocer y estudiar los pasos que siguen los virus
para infectar una célula. Cuando se desarrolle brevemente
el tema relacionado a las células y la relación de
los virus con ellas, se podrán ver algunas
fotomicrografías electrónicas en las cuales
están virus que llegan a ingresar a una célula e
infectarla, así como cuando los virus se liberan al
medio.

Célula
animal.: estructura y función de sus componentes. Etapas
de la replicación viral

Al ser los virus parásitos obligados
de las células, es necesario conocer la estructura y la
función de los componentes celulares que los virus
utilizan para su replicación. Esto no significa conocer el
tema con detenimiento, sino considerar solamente los conceptos
que tienen relación con los virus.

Desde un punto de vista de su estructura,
la célula animal tiene externamente una membrana, cuya
función –siempre con relación a los virus- es
la de permitir la unión de ellos a su superficie. Esta
unión, llamada adhesión, se efectúa
por medio de los llamados receptores que se encuentran en
ambas superficies: la de la membrana plasmática y
en la de los virus. Los presentes en la membrana
plasmática no son exclusivos para los virus, sino que
están cumpliendo una función fisiológica
celular y estos los utilizan para adherirse.

Contenido por la membrana
plasmática, se encuentra el citoplasma, componente
líquido de la célula, donde se encuentran diversos
cuerpos formes llamados en forma general organelas. A
estas se les conoce por los nombres de núcleo,
ribosomas, endosomas, lisosomas, retículo
endoplásmico liso y rugoso, aparato o complejo de Golgi,
mitocondrias.

Sucintamente, se desarrollan los pasos que
siguen los virus para su replicación. Lo primero que debe
hacer el virus es adherirse a la membrana
plasmática, unión que se efectúa por medio
de los receptores presentes en el virus y en la membrana
plasmática. Esta experimenta cambios en su estructura que
son los que permiten la penetración del virus a la
célula. (Las figuras 3, 4, 5, 6, 7, 8 y 9) ilustran
esos pasos y los siguientes, con fotomicrografías
electrónicas de la tesis doctoral realizada en el
Laboratorio y en el Centro de Microscopía
Electrónica por la Dra. Cristina Alicia
Maldonado).

Figuras 3 y 4: Etapas de adhesión
del virus a la célula, que se efectúa por medio de
receptores presentes en la membrana de la célula y en la
superficie del virus. En la de la izquierda (flechas) el virus se
ha adherido. En la de la derecha, comienza el ingreso del virus
al interior de la célula, formándose lo que se
denomina hoyo cubierto.

Figuras 5 y 6: La de la izquierda muestra 4
partículas virales, de las cuales una es la que
está ingresando a la célula. Lo normal es el
ingreso de una sola partícula. La de la derecha muestra la
partícula viral que ha ingresado a la célula y se
encuentra en el hoyo cubierto. La membrana de la
célula se ha reparado, hecho normal en la biología
celular.

Una vez en el citoplasma, el virus
generalmente ingresa a los endosomas (Figura 7), a los
cuales se les unen los lisosomas, que producen la
liberación del ácido nucleico del virus.

Figura 7: Endosoma con partículas
virales en su interior. Las más oscuras (electro denso)
son virus que ingresaron al endosoma y están intactos. Las
más claras, partículas virales que han empezado a
desmembrarse.

A partir de este paso, se sintetizan el
ácido nucleico y las proteínas, ambos
específicos del virus, síntesis en las que
interviene los ribosomas, los retículos liso y
rugoso, el complejo de Golgi y posiblemente las
mitocondrias. Habiéndose sintetizados ambos
componentes de los virus, se produce su unión
(ensamble) – Figura 8 – luego la
maduración y finalmente la liberación
(Figura 9) de las denominadas partículas virales
hija o progenie viral.

Figura 8: Se puede ver una
partícula viral liberándose (brotando) a
través de la membrana plasmática. Debajo de ella,
un grupo numeroso de ensambles del ácido nucleico y los
capsómeros (nucleocápside) esperando su
turno para brotar y así constituir la progenie
viral.

Figura 9: La de la izquierda muestra dos
partículas virales en la etapa de la liberación. La
de la derecha muestra una partícula viral brotando y
arrastrando con ella, parte de la membrana
plasmática.

Los pasos que se comentaron, sin
mencionar el núcleo, son los que siguen los virus que
tienen como ácido nucleico al ARN. Si contienen ADN,
varios de esos pasos transcurren en el
núcleo.

Como se comentó anteriormente, si se
unen el ácido nucleico y las proteínas y luego se
produce la liberación, se habrán formado los
denominados como virus desnudos. Si el virus es
cubierto, la liberación se efectúa atravesando
una membrana de la célula huésped, parte de la cual
es llevada por el virus, que así adquiere su envoltura y
sus espículas.

Formas de
transmisión de los virus

Conociendo como se transmiten los virus, es
una forma de prevención de la infección y/o de las
enfermedades producidas por los virus. No hay una forma
única de transmisión y algunas pueden ser
naturales y otras provocadas por el hombre. Entre
las naturales, están los agrupados como virus
entéricos, o sea los que se alojan en lo conocido como
tracto digestivo. Ejemplos conocidos son entre otros él
del virus de la poliomielitis y el virus de la hepatitis
A. Estos virus, al eliminarse por la materia fecal, es por
medio de estos deshechos que se puede infectarse con algunos de
estos virus, en especial por la triada mano, ano, boca. De
allí que en la prevención se resalta el uso
correcto del baño y otras medidas sanitarias, como el de
disponer de agua potable y cloacas.

Entre otra forma de transmisión
natural están los virus agrupados como virus
respiratorios, entre los cuales resalta el virus de la
gripe y los del resfrío común. Estos virus se
transmiten por la vía respiratoria, especialmente por los
denominados aerosoles (partículas muy pequeñas,
acuosas o sólidas, que quedan en suspensión
después de un estornudo o tos). Una forma común de
transmisión de estos virus es en los lugares cerrados y
donde hay mucha gente: ómnibus, salas
cinematográficas, colegios, fábricas, etc. Por
ello, como forma de prevención y en casos de epidemia,
llegan a suspenderse las clases.

Las infecciones virales provocadas por el
hombre son las más conocidas por el impacto que provocan.
Las infecciones provocadas por el hombre lo son algunas basadas
en la defectuosa esterilización de los materiales usados
en las transfusiones de sangre, hemodiálisis o actos
quirúrgicos practicados por los médicos y/o por los
odontólogos. También ciertos tipos de relaciones
sexuales son conocidos como transmisoras de infecciones virales.
Entre los virus que se pueden transmitir por el hombre
están: hepatitis A, B, C, y otras. El virus de la inmuno
deficiencia humana (VIH) y otros no muy conocidos como virus
productores de leucemia (en general son los llamados
retrovirus).

Conceptos
generales de infección y enfermedad
viral

Este punto se desarrolla al solo fin de que
los estudiantes tengan el concepto de que los virus
también pueden producir procesos que involucran a una
infección y a una enfermedad.

Cuando se comentó que los virus son
infecciosos se desarrolló el concepto de
infección que cumple con lo que aquí se necesita
conocer. En cuanto a enfermedad viral, se dijo que los virus son
potencialmente patógenos, concepto que dio una idea
clara de lo relacionado a enfermedad. Ésta tiene
diferencias con las que producen las bacterias, que logicamente
es el médico el que hace el diagnóstico,
generalmente con la ayuda del laboratorio de
análisis.

Las enfermedades producidas por los virus
pueden ser agudas, o sea que se manifiesta en horas o
días, lentas o sea que demora años en manifestarse,
y crónicas, o sea que el enfermo sigue a veces por muchos
años, con las manifestaciones de la enfermedad. Como final
del tema, hay que diferenciar entre infección y
enfermedad. Se puede estar infectado con un virus, que significa
presencia del mismo sin que se manifiesten síntomas o
signos. La enfermedad es cuando la infección se
manifiesta con síntomas o signos.

Prevención
de las infecciones y/o enfermedades

El concepto más adecuado de
prevención es: evitar – impedir y esto es lo
que se logra con una alta efectividad con el uso de vacunas. Es
conocida desde el siglo 19 (a pesar de no saber que eran virus
los productores de las enfermedades) la efectividad de las
vacunas contra la viruela y contra la rabia. Respecto a la
primera, es importante señalar que por acción de la
Organización Mundial de la Salud, la viruela ha sido
erradicada (eliminada) de la Tierra por medio de la
acción de vacunar a todo ser humano. En esta forma, el
virus encontró su huésped habitual (el hombre) con
anticuerpos y no ha podido subsistir en la naturaleza. El nombre
del científico que posibilitó el desarrollo de esta
vacuna es Edward Jenner (1749-1823).

La otra vacuna, la antirrábica desarrollada por
Louis Pasteur (1822-1895) y que ha permitido y permite impedir el
desarrollo de la enfermedad así como su prevención,
hoy si bien se prepara en forma diferente, el esquema de
inmunización sigue las bases que desarrolló
Pasteur. Es conocida la inmunización canina, que en esta
forma está controlada la denominada rabia urbana, pero que
necesita su aplicación anual pues es imposible erradicarla
por ser el virus rábico también transmitido por
otros animales como son por ejemplo los
murciélagos.

Otras vacunas que han demostrado su efectividad en
prevenir la enfermedad viral son por ejemplo para los virus de la
poliomielitis y del sarampión. Es bien conocida
también la triple viral (MMR) que inmuniza para el
sarampión (Measles en inglés), para la papera
(Mumps en inglés) y para la rubeola (Rubella en
inglés). Otras vacunas efectivas son para la fiebre
amarilla urbana y más recientemente para la hepatitis B y
A.

Es importante comentar que también se previene la
infección y la enfermedad viral por medio de las
denominadas medidas sanitarias o cultura sanitaria,
responsabilidad primaria de las autoridades (salud
pública). No menos importante es una buena
alimentación. Brevemente, el lavado de manos, el uso
adecuado del baño, en especial en los baños
públicos o colectivos antes y después de orinar o
defecar, el lavado de verduras a consumir crudas, control de
roedores y de insectos, eliminación de agua en recipientes
y de yuyales, limpieza de desagües, control de la sangre a
transfundir, etcétera.

Inactivación de los
virus

Es de gran importancia conocer como se
puede inactivar los virus. Los métodos se dividen en
físicos y químicos y se los denomina
como acción deletérea de los agentes
físicos y químicos.

Físicos: El calor es
quizás uno de los más efectivos. En los
laboratorios se utiliza la llamada estufa de
esterilización con la cual a 180ºC y en dos horas los
virus son totalmente inactivos. El autoclave, es otro de los
equipos que usan los laboratorios, que durante 20 minutos y a 15
libras de presión, que se llega a 120ºC, los virus
son inactivados.

Lo que se ha comentado anteriormente, es al
solo efecto ilustrativo. En la práctica lo que se hace
para inactivar los virus, es hervir con agua con
detergente durante no menos de 5 minutos, los materiales que
se sospecha contaminados, como pueden ser los utensilios de
cocina, incluyendo platos.

La luz ultravioleta es también
efectiva; por ello, los elementos expuestos a la luz solar llegan
a inactivar a los virus.

Químicos: Si bien hay varios
agentes químicos que inactiva a los virus, solamente se
comenta la acción del hipoclorito (agua lavandina).
Es sin dudas el mejor inactivador de los virus. La
limitación es su uso en elementos metálicos, a los
cuales los ataca. Es de hacer notar que siempre debe ser usada
diluida, no la concentrada. La concentración
recomendada es al 10%. A menor concentración se la utiliza
para descontaminar verduras y frutas. Es sin dudas, el más
eficaz y económico de los químicos que inactiva los
virus.

Antivirales

Para concluir con el tema VIROLOGïA,
se hace un breve desarrollo y al solo efecto de que se conozca,
que así como existen desde hace años compuestos
químicos capaces de controlar una infección
producida por bacterias y hongos, también existen para los
virus. Se descuenta que el término
antibiótico es conocido, así como su
significado y uso. En el caso de los virus hay compuestos
químicos que inhiben la replicación viral, que en
la práctica es también un antibiótico. Si
bien los antivirales no son tan conocidos ni tan numerosos como
los antibióticos, desde hace años existen
compuestos químicos con esa propiedad, que actúan a
distintas etapas de la replicación viral y por mecanismos
que difieren en algunos aspectos de los de los
antibióticos. Se concluye este punto señalando que
uno de los antivirales empleado desde hace años es para el
virus influenza (productor de la gripe) así como para un
tipo de virus herpes (popularmente "culebrilla). En el
caso del virus de la inmuno deficiencia humana (VIH), productor
de la enfermedad conocida como sida (síndrome de inmuno
deficiencia adquirida) es donde más se conoce lo
relacionado a antivirales, que actúan a diferentes etapas
de la replicación del virus. Es posible que uno de los que
más se ha comentado, inhibidor de la proteasa, sea el que
actúa en la etapa de la
maduración.

Autor:

Dr. Rubén Alejandro Ovelar
Centurión

Concepción – Paraguay