Potencial infeccioso y etapas de la infección
El proceso infeccioso es siempre el resultado de la interacción entre los genomas viral y celular, lo que conduce al daño de la célula. Para que la infección se lleve a cabo, el virus atraviesa varias etapas estrictamente secuenciales.
Las vías de entrada suelen ser las mucosas. El agente patógeno debe poseer una marcada resistencia frente al medio agresivo del organismo. Por ejemplo, los virus entéricos son capaces de soportar valores de pH extremadamente ácidos en el estómago, el efecto detergente de las sales biliares y la actividad destructiva de las enzimas proteolíticas.
Tras superar las barreras, se alcanza la etapa de tropismo: la búsqueda de un blanco específico. Una vez introducido, el virus se enfrenta al fenómeno de la permisividad: necesita sortear los sistemas de defensa intracelulares para obligar a la célula a realizar la desproteinización («desnudamiento») del virión. El ciclo concluye con la diseminación (invasión de nuevas células), el desarrollo de alteraciones patológicas y la transmisión: la transferencia en cadena del agente patógeno a un nuevo hospedador.
Mecanismos de fijación y estrategia de evasión («Modelo de cañón»)
El contacto con la célula comienza con la adsorción específica: las proteínas de fijación virales (antirreceptores) se unen a los receptores celulares. En los virus simples están integrados en la cápside proteica, mientras que en los complejos se encuentran en la envoltura lipoproteica (supercápside). Las mutaciones en la estructura primaria de los antirreceptores pueden tanto privar al patógeno de su capacidad de adsorción como adaptarlo a un nuevo huésped.
Para proteger estas regiones críticas de los anticuerpos neutralizantes durante la etapa de adsorción, se utiliza una ingeniosa defensa estructural: el «modelo de cañón». La esencia de este mecanismo radica en que el sitio de unión conservativo está oculto en el fondo de profundas depresiones («cañones») en la superficie del virión. Los centros activos voluminosos de las moléculas de anticuerpos no pueden penetrar físicamente en la profundidad; solo reaccionan con los bordes hipervariables de la depresión, lo cual no interfiere en absoluto con la unión exitosa del patógeno al receptor adecuado en el fondo.
Penetración y papel de las proteínas de fusión
La adsorción por sí sola no garantiza la entrada en la célula. La penetración de los virus con envuelta (por ejemplo, los paramixovirus) es llevada a cabo por proteínas de fusión específicas (fusion proteins), las cuales alteran la integridad de las membranas celulares modificando su permeabilidad.
Se distinguen dos tipos de fusión:
- Fusión desde el exterior: ocurre casi inmediatamente después de la infección con una alta multiplicidad de infección, llevada a cabo por las proteínas del propio virión.
- Fusión desde el interior: característica de fases tardías con baja multiplicidad de infección, mediada por proteínas virales de nueva síntesis que se han incorporado a la membrana.
Para activar la infectividad de las proteínas de fusión se requiere una modificación postraduccional: el corte proteolítico (escisión o clivaje) de la proteína precursor por acción enzimática. Este proceso es análogo a la activación de las protoxinas bacterianas. Si la proteólisis se bloquea debido a mutaciones, se forman viriones no infecciosos y la infección adquiere un carácter abortivo.
Además, las proteínas de fusión provocan la formación de sincitios (la fusión de células afectadas y sanas). El virus se transmite a través de puentes intercelulares sin salir al espacio extracelular, lo que lo hace inaccesible para los anticuerpos neutralizantes.
Restricciones celulares y evasión de la vigilancia inmunitaria
La célula eucariota impone restricciones metabólicas al virus para su replicación. La transcripción del genoma viral está estrictamente regulada, y en este proceso desempeñan un papel clave las proteínas transactivadoras. Estas se unen a las regiones reguladoras de los genes, provocando una producción «explosiva» de partículas virales. También pueden activar genes de otros virus (en caso de coinfección), oncogenes celulares o desencadenar la transición de una infección latente a una lítica.
Para una replicación exitosa, el virus debe suprimir los mecanismos de inmunovigilancia del huésped. La infectividad está determinada por la capacidad de bloquear la apoptosis celular (muerte programada) y reducir la producción de citocinas protectoras.
Los patógenos escapan de la respuesta inmunitaria mediante:
- Enmascaramiento (formación de una envoltura a partir de la membrana de la célula huésped).
- Variabilidad de los antígenos de superficie.
- Ocultamiento (integración del genoma viral en el genoma celular).
- Ataque directo (destrucción de células inmunocompetentes, como los linfocitos T).
En resumen: respuestas a preguntas sobre el tema
¿Qué receptores celulares específicos utilizan los distintos virus para su adsorción?
Diferentes virus emplean estructuras específicas en la superficie de las células diana para su adsorción. Se pueden destacar los siguientes ejemplos de especificidad de receptores:
- Virus de la gripe — se une al ácido siálico presente en las glucoproteínas o glucolípidos del epitelio de las vías respiratorias.
- Virus de la rabia — presenta tropismo por los receptores de acetilcolina del tejido nervioso.
- Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) — interactúa con los receptores CD4 (presentes en linfocitos T cooperadores, macrófagos y células dendríticas), correceptores de quimiocinas (CCR5 y CXCR4), así como con receptores de tipo lectina en las células dendríticas.
¿Qué tipos de interacción entre el virus y la célula (tipos de infección) se distinguen en virología?
En virología se diferencian varios tipos de interacción viral según el resultado final, la localización de la replicación y el desenlace para la célula. En función del resultado final del proceso infeccioso, se distinguen:
- Tipo productivo — concluye con la formación de una nueva generación de viriones (puede tener un efecto citocida o no citocida).
- Tipo abortivo — el proceso se interrumpe y no se forman nuevos viriones.
- Tipo integrativo (virogenia) — el ADN viral se integra en el cromosoma de la célula huésped dando lugar a un provirus.
- Tipo semejante a plásmido — los ácidos nucleicos virales se encuentran en el citoplasma de forma autónoma.
Según el desenlace para la célula, la infección puede ser citolítica (concluye con la muerte celular) y no citolítica.
¿Qué familias de virales son capaces de inducir la formación de sincitios?
Tienen la capacidad de inducir la formación de sincitios aquellos virus que poseen proteínas de fusión. En la literatura se describe para:
- Paramixovirus — incluyendo los virus de la parainfluenza, del sarampión y el virus sincitial respiratorio. La proteína F facilita la fusión de las membranas celulares y la formación de células gigantes multinucleadas (sincitios o sinctios).
- VIH — la formación de sincitios se produce mediante la fusión de células infectadas y no infectadas, lo que permite al virus propagarse y eludir la acción de los anticuerpos neutralizantes.
¿Qué enzimas celulares llevan a cabo la desproteinización (desnudamiento) del virión?
La desproteinización (desnudamiento) del virión es llevada a cabo por enzimas proteolíticas celulares. Estas incluyen:
- Proteasas — enzimas que degradan las estructuras proteicas del virus.
- Lipasas — enzimas que participan en la destrucción de los componentes lipídicos de la envoltura.
Asimismo, los agentes tensioactivos de la célula pueden intervenir en el proceso de desproteinización. Como resultado de la acción de estas enzimas se libera el ácido nucleico viral, y el propio virión deja de existir como una partícula estructurada, pasando a la fase de eclipse.
Modelo de cañón: imagine que el receptor del virus es una cerradura importante oculta en el fondo de un pozo estrecho. El anticuerpo es una pelota grande que queda atrapada en los bordes del pozo sin alcanzar la cerradura, por lo que el virus se une a la célula sin impedimentos.
Preguntas de clases y exámenes
¿Por qué no se aplica el término «virulencia» a los virus?
Entre los virus, en principio, no existen formas no patógenas, ya que son parásitos obligados a nivel genético. Por lo tanto, para evaluar sus propiedades se utilizan los términos «infectividad» o «carácter infeccioso».
¿Qué es la estructura infectiva mínima de un virus?
Es aquel componente del virión que es capaz de desencadenar por sí mismo el proceso infeccioso tras el desnudamiento (desproteinización). En los virus simples es el ácido nucleico con proteínas internas; en los complejos, las nucleocápsides o core (núcleos).
¿Para qué necesita el virus el procesamiento proteolítico?
El corte proteolítico (escisión o clivaje) de la proteína precursor es necesario para activar las proteínas de fusión. Sin esta escisión enzimática, el virus no podrá penetrar en la célula y la infección se volverá abortiva.
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