Virología Clínica

VIROLOGÍA CLÍNICA
Luis Fidel Avendaño Carvajal
Profesor Titular
Programa de Virología,
Facultad de Medicina, Universidad de Chile
Marcela Ferrés Garrido
Profesor Asociado de Pediatría
Escuela de Medicina
Pontificia Universidad Católica de Chile
Eugenio Spencer Ossa
Profesor Titúlar
Departamento de Biología, Facultad de Química y Biología,
Universidad de Santiago de Chile
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------MEDITERRANEO
SANTIAGO • IJUENOS AIRES

Inscripción en el Registro de Propiedad Intelectual N° 203.616
Luis Fidel Avendaño Carvajai/Marcela Ferrés Garrido/Eugenio Spencer Ossa
Prohibida la reproducción total o parcial de este libro, mediante cualquier medio electrónico
o mecánico, incluyendo las fotocopias, sin permiso de los editores.
Director General: Ramón Alvarez Minder
Directora Editorial: MaPilar Marín Villasante
Editora: Pilar de Aguirre Cox
© 2011 Editorial Mediterráneo Ltda.
Avda. Andrés Bello 1587-1591, Santiago, Chile
ISBN: 978-956-220-325-8
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Diseño y diagramación: Alejandro Olivera
Impreso en Chile por: Salesianos Impresores S.A.

Katia Abarca Villaseca
Profesora Asociada. Pediatra lnfectóloga
Laboratorio de lnfectología y Virología Molecular
Escuela de Medicina
Juan Arbiza Rodonz
Ph.D. Jefe Sección Virología
Profesor Titular
Facultad de Ciencias
Universidad de la República
Montevideo, Uruguay
Luis Fidel Avendaño Carvajal
Profesor Titular. Pediatra
Programa de Virología. Instituto de Ciencias Biomédicas
Facultad de Medicina
Universidad de Chile
Antonio Banfi Pacheco
Pediatra lnfectólogo
Profesor Asociado
Jefe Servicio de Pediatría
Hospital Dr. Luis Calvo Mackenna
Pamela Barraza Carvajal
Pediatra lnfectóloga
Clínica Dávila
Profesora Agregada de Pediatría
Universidad de los Andes
Jonás Chnaiderman Figueroa
Ph.D.
Profesor Asistente
Programa de Virología, Instituto de Ciencias Biomédicas
José Cofré Guerra
Hospital Luis Calvo Mackenna
Rosa María del Ángel
Ph.D.
Profesora Titular
Departamento de lnfectómica y Patogénesis Molecular
Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico
Nacional (CINVESTAV-IPN)
México DF, México
Katterina Ferreccio Readi
Médico, Especialista y Máster en Salud Pública
Profesora Asociada Departamento de Salud Pública
Escuela de Medicina
Marcela Ferrés Garrido
Profesora Asociada de Pediatda
Directora Laboratorio de lnfectología y Virología Molecular
Escuela de Medicina
Aldo Gaggero Brillouet
Médico Veterinario, MSc.
Profesor Asociado
AUTORES
Carmen Larrañaga Larrañaga
Profesora Asociada. Pediatra
Directora Programa de Virología, ICBM
Silvana Levis
Jefa Departamento Investigación
Instituto Nacional de Enfermedades Virales Humanas Dr. Julio l. Maiztegui
Pergamino, Argentina
Marcelo López Lastra
BQ., Ph.D.
Profesor Asociado
Laboratorio de Virología Molecular
Centro de Investigaciones Médicas
Vivian Luchsinger Farías
Médico Cirujano, M.Sc., Ph.D.
Profesora Asistente
Juan Ernesto Ludert León
Ph.D.
Profesor Titular
Departamento de lnfectómica y Patogénesis Molecular
Centro de Investigación y Estudios Avanzados del Instituto Politécnico
Nacional (CINVESTAV-IPN)
México, DF, México
María José Martínez Galofré
MSc, Viróloga y Dermatóloga
Profesora Asistente
Gabriela Muñoz Gómez
Profesora Asistente
Unidad de Biología Molecular
Servicio de Laboratorio Clínico
Hospital Clínico Universidad de Chile
Aleida Nina Cruz
MSc. Jefa Laboratorio de Virología
Instituto Nacional de Laboratorio de Salud
Ministerio de Salud y Deportes
La Paz, Bolivia
José Manuel Ojeda Fernández
Profesor Asociado
Centro de Oncología Preventiva

Miguel L. O'Ryan Gallardo
Profesor Titular
Vicerrector de Investigación y Desarrollo
Celeste L Pérez Topa
BQ., MSc., PhD
Departamento Virología
Instituto Nacional de Enfermedades Infecciosas
ANLIS "Dr Carlos GMalbrán"
Buenos Aires, Argentina
Cecilia Perret Pérez
MSc en Medicina Tropical Pediátrica
Profesora Asociada de Pediatría
Laboratorio de lnfectología y Virología Molecular
Escuela de Medicina
Marcela Potín Santander
Profesora Asistente
Departamento de Pediatría
Ricardo Rabagliati Borie
Profesor Asociado
Programa de lnfectología
Escuela de Medicina
Eugenio Ramírez Villalobos
BQ, Sección Virus Oncogénicos
Subdepartamento de Virología Clínica
Instituto de Salud Pública
Programa de Virología, ICBM
Jorge Reyes del Valle
Médico., Ph.D.
Profesor Asistente
School of Life Sciences, College of Liberal Arts and Sciences
Arizona State University,
Tempe, Arizona, EE.UU.
Víctor Romanowski
Profesor Titular
Instituto de Biotecnología y Biología Molecular
Universidad Nacional de La Plata, CONICET
Argentina
Alejandro Soza Ried
Profesor Asociado
Departamento de Gastroenterología
BQ. PhD
Profesor Titular
Departamento de Biología
Facultad de Química y Biología
Universidad de Santiago de Chile
Pablo A. Vial Claro
Pediatra lnfectólogo y Virólogo
Profesor Titular
Clínica Alemana
Universidad del Desarrollo
Marcelo Wolff Reyes
Profesor Titular
lnfectólogo
Fundación Arriarán
Hospital San Borja, Arriarán
Elba Wu Hupat
Hospital San Juan de Dios
Enna Zunino Martini
Subdirector Médico
Hospital de Enfermedades Infecciosas Dr. Lucio Córdoba
Santiago, Chile

PRóLOGO
PARTE 1
PARTE 11
Generalidades
Capítulo 1 Visión histórica de la virología
Capítulo 2
Capítulo 3
Capítulo 4
Capítulo 5
Capítulo 6
Capítulo 7
Capítulo 8
Estructura y clasificación de los virus. Eugenio Spencer
Replicación viral. Jonás Chnaiderman
Patogenia viral. Luis Fidel Avendaño, Aldo Gaggero
Mecanismos de defensa antiviral. Vivian Luchsinger
Virus y cáncer. José Manuel Ojeda
Los virus y la comunidad. Luis Fidel Avendaño, Catterina Ferreccio
Diagnóstico viral. Maree/a Ferrés
Capítulo 9 Control de infecciones virales. Luis Fidel Avendaño
Capítulo 1O Vacunas virales. Katia Abarca
Capítulo 11 Antivirales. Luis Fidel Avendaño
Bibliografía
Virus en relación a sistemas
Capítulo 12 Infecciones virales respiratorias. Luis Fidel Avendaño
Rinovirus
Coronavirus
Virus influenza
Virus respiratorio sincicial (VRS)
Metapneumovirus
Parainfluenza
Adenovirus. Carmen Larrañaga
Bocavirus y nuevos virus respiratorios
Capítulo 13 Virus y diarreas. Miguel L. O'Ryan
Rotavirus
Calicivirus humanos: norovirus y sapovirus
Astrovirus
Adenovirus entéricos
Vacuna antirrotavirus
Capítulo 14 Virus hepatitis. Luis Fidel Avendaño
Virus hepatitis A Maree/a Potin, Luis Fidel Avendaño
Virus hepatitis B. Gabriela Muñoz
Virus hepatitic C. Maree/o López, Alejandro Soza
Virus hepatitis D. Luis Fidel Avendaño
Virus hepatitis E. Maree/a Potin
Otros virus causantes de hepatitis. Maree/a Potin
Capítulo 15 Infecciones virales en piel y mucosas. Luis Fidel Avendaño
Viruela. Elba Wu Wupat
Molusco contagioso. María José Martínez
Varicela zóster. María José Martínez
Sarampión. Enna Zunino
Rubéola. Enna Zunino
Parvovirus 819. Katia Abarca
Enterovirus yotro~·virus. María José Martínez
Virus papiloma humano. María José Martínez
Virus herpes huma~os. María José Martínez
ÍNDICE
9
15
19
29
38
48
59
66
77
90
96
103
11 3
11 7
137
148
170

PARTE 111
ÍNDICE DE
MATERIAS
Capítulo 16 Virus y sistema nervioso. Antonio Banfi, Luis Fidel Avendaño
Meningitis viral
Encefalitis viral
Infecciones lentas del SNC
Infecciones del sistema nervioso periférico
Poliomelitis. Antonio Banfi
Priones.Juan Arbiza
Parotiditis. Pamela Barraza
195
Capítulo 17 Virus herpes. Luis Fidel Avendaño 213
Herpes simplex (HSV). María José Martínez
Varicela zóster 0/N). María José Martínez
Citomegalovirus (CMV). Vivian Luchsinger
Virus Epstein-Barr (EBV). María José Martínez, Luis Fidel Avendaño
Virus herpes humano 6 y 7. María José Martínez
Virus herpes humano 8. Celeste L. Pérez
~ - --- -
Capítulo 18 Retrovirus. Luis Fidel Avendaño 241
Virus linfotrópicos de células T humanas (HTLV-1 y 11). Eugenio Ramírez
Virus de la inmunodeficiencia humana. Maree/o López
VIH: Aspectos clínicos y epidemiológicos. Maree/o Wolff
Capítulo 19 Virus transmitidos por artrópodos (arbovirus). Cecilia Perret 257
Fiebre amarilla. Rosa María del Ángel, Juan E. Ludert, Jorge Reyes
Dengue. Rosa María del Ángel, Juan E. Ludert, Jorge Reyes
Virus West Nile. Si/vana Levis
Capítulo 20 Zoonosis. Luis Fidel Avendaño 270
Bibliografía
Rabia.Aleida Nina
Hantavirus. Maree/a Ferrés, Pablo A Vial
Arenavirus. Víctor Romanowski
Filovirus.José Cofré
Virus que representan problemas especiales
287
Capítulo 21 Virus en inmunocomprometidos. Maree/a Ferrés, Ricardo Rabag/iati 299
Capítulo 22 Virus y embarazo. Cecilia Perret 305
Rubéola
Citomegalovirus (CMV)
Herpes simplex
Hepatitis B
Parvovirus 819
Virus de la inmunodeficiencia humana (VIH)
Varicela zóster
Capítulo 23 Virus emergentes yreemergentes. Luis Fidel Avendaño
Capítulo 24 Infecciones virales de transmisión sexual. María José Martínez
Capítulo 25 Virus en viajeros. Cecilia Perret
Bibliografía
319
323
327
330
332

PRÓLOGO
La edición de este libro representa la concreción de una serie de pensamientos y reflexiones acerca de
la importancia de la enseñanza de la virología en el pregrado y posgrado en las carreras asociadas a
la salud.
El desarrollo de la virología tanto básica como aplicada a la práctica médica no ha sido armónico y no
se refleja aún en la mejoría de los contenidos programáticos y tiempos asignados a la enseñanza de esta
disciplina. En efecto, salvo escasas excepciones, no existen cursos formales de virología en las carreras
de la salud, sino que se le dedican unas pocas clases en los cursos de microbiología general. Los textos
disponibles para estos fines son pocos y los de contenidos básicos parecen complejos para quien desea
informarse sobre su aplicación a la práctica diaria en medicina u otras disciplinas afines.
Este libro pretende acercar los dos aspectos mencionados, y por sobre todo, hacer partícipes a los
alumnos de pregrado, posgrado y profesionales de la salud de una aplicación bien fundamentada de la
virología clínica en la atención de sus pacientes y en el enfrentamiento de problemas infecciosos virales en
la comunidad. Hemos aspirado a explicar los aspectos fundamentales de la virología de manera compren-
sible, más que a la caracterización molecular de cada virus descrito. Asimismo, deseamos que este texto
sea accesible a nuestro público incluso en lugares donde la disponibilidad de información y de recursos
es limitada.
El libro considera sólo aquellos virus de importancia para la salud humana y deja de lado los que afectan
a otras especies. Sin embargo, se incluye la información básica de las zoonosis y de los reservorios no
humanos, puesto que definen las características de transmisibilidad de algunos virus.
Cada capítulo permite, a quien busque información sobre aspectos clínicos y epidemiológicos de la
virología en cualquier lugar de América Latina, conocer los principales agentes virales que afectan a la
comunidad y cómo enfrentar su manejo. Los contenidos han sido diseñados y revisados de acuerdo a las
referencias bibliográficas incluidas, de forma que su actualización sea relativamente simple.
Agradecemos especialmente la participación de los colaboradores de este libro provenientes de Amé-
rica Latina, que generosamente han contribuido desde su área temática y compartido con los autores los
objetivos descritos.
Este libro, que reúne a tres importantes centros universitarios, deja de manifiesto la necesidad de tra-
bajar en equipo para potenciar los conocimientos y esfuerzos, pues ello beneficia directamente a nuestros
alumnos y a los enfermos.
los EDITORES
9

A mis padres intelectuales, profesores Onofre Avendaño Portius
y Julio Meneghello Rivera
Luis Fide/ Avendaño Carvajal
A mi marido e hijos, con quienes compartí el tiempo de elaboración
de este libro y a mis alumnos, motivadores principales de su escritura.
Maree/a Ferrés Garrido
A los Ores. José Manuel Borgoña Domínguez y Eugenio Amenábar Ruiz,
en agradecimiento por haber despertado en mí el interés por la virología

Visión histórica de la virología
Los virus son agentes submicroscópicos, parásitos intrace-
lulares estrictos, capaces de invadir al hombre, animales,
plantas e incluso bacterias y hongos. Sus efectos en el ser hu-
mano se conocen desde la antigüedad, particularmente porque
son agentes transmisibles que han ocasionado grandes epide-
mias y pandemias. Así, el primer aspecto que realza la impor-
tancia de los virus en medicina humana es su patogenicidad,
es decir, su capacidad de producir enfermedades.
En la historia hay registros de secuelas de poliomielitis en
ilustraciones egipcias que datan de 3000 a.C. Antes de que se
definiera el concepto de virus, ya se había transmitido la idea
de la variolización desde Asia al Occidente, en que individuos
en contacto con las pústulas de las vacas quedaban inmunes a
la enfermedad de la viruela, "azote" que causaba gran mortan-
dad y dejaba secuelas en la piel de los sobrevivientes (Jenner,
1798). Posteriormente, en 1885, Pasteur pasó el virus de la ra-
bia por conejos y desarrolló la vacuna contra esa enfermedad.
La extensión de la fiebre amarilla en el siglo xv111 desde África a
América, fue un desafío a la investigación que culminó en 1927
con el primer aislamiento de virus humano, el virus de la fiebre
CAPÍTULO 1
amarilla; en 1935 se obtuvo una vacuna contra él. En 1937 se
creó la primera vacuna inactivada contra la influenza y en la dé-
cada de los sesenta y setenta se obtuvieron las vacunas contra
la poliomielitis, el sarampión, la rubéola y la parotiditis usando
virus vivos atenuados. En los ochenta se producen las primeras
vacunas por ingeniería genética (hepatitis B). No obstante los
notables progresos científicos, los virus siguen desafiando al
mundo, que cada día descubre virus antiguos y nuevos, como
el de la pandemia de influenza A H1 N1 , en 2009.
Si bien se sospechaba que había muchos microbios patóge-
nos causantes de enfermedades, sólo los grandes avances de
la ciencia y la biotecnología en el siglo XX han permitido alcanzar
el nivel actual de conocimientos y desarrollar una capacidad de
diagnóstico específico, junto a la adopción de medidas de con-
trol para minimizar el impacto de los virus en la humanidad.
La relativa simpleza de los virus dentro del mundo biológico
los ha convertido en una herramienta emblemática para el de-
sarrollo de la biología molecular. Así lo comprueba el otorga-
miento del Premio Nobel a los científicos que usaron los virus
como modelos de sus investigaciones (Tabla 1-1).
Tabla 1-1. Premios Nobel otorgados a científicos en el campo de la virología
1946 Wendell Stanley:aislamiento, purificación ycristalización delvirus del mosaico deltabaco;Tabamovirus
1951 MaxThelier:desarrollo de lavacuna de lafiebreamarilla (Fiaviviridae)
1954 JohnF.Enders, Thomas Weller yFrederick Robbins:crecimiento ycultivo de viruspolio (Picornaviridae)
1958 JoshuaLederberg: transformación por bacteriófagos
1965 FrancoisJacob,AndréLwoff yJacques Monod:descripcióndeoperones ybacteriófagos
1966 FrancisPeytonRous: descubrimiento de virustumorales (Retroviridae)
1969 Max Delbruck, Alfred Hershey ySalvadorLuria: mecanismode infección encélulas(bacteriófagos)
1975 David Baltimore, Howard Teminy Renato Dulbecco: descubrimiento de lainteracción entre los virus tumoralesyel genomacelular (Retroviridae)
1976 D.Carleton Gajdusek y Baruch Blumberg:descubrimiento de los priones ydelos Hepadnaviridae,respectivamente
1978 Daniel Nathans: uso de enzimas de restricción enel estudio de la genética delvirusSV-40 (Poliomaviridae)
1980 Paul Berg:recombinación de ácidos nucleicos einserción de genes (Poliomaviridae)
1982 Aarcin Klug:determinación de la estructura decomplejos de ácidos nucleicos yproteínas por cristalografíay microcoscopiaelectrónica (Tobamovirus
• yTymmovirus)
1988 George HitchingyGertrudeElion:principios del desarrollo de antivirales (aciclovir)
1989 Michael Bishop y HaroldVarmus: descubrimientodel origencelulardelos oncogenes(Retroviridae)
1993 Phill SharpyRichardsRoberts: descubrimiento deladiscontinuidad de los genes(splicing) (Adenoviridae)
1996 RolfZinkernagelyPeter Doherty:descubrimiento de laformade presentaciónde los antígenos virales alos sistemas mayoresdehistocompatibilidad
1999 StanleyPrusiener: caracterizaciónde los priones
15

VIROLOGÍA CLÍNICA
En efecto, el progreso de la virología ha ido entrelazado y en
paralelo al de la biología celular y molecular. El desarrollo del
microscopio electrónico en 1930 constituyó un gran avance.
Como parásito intracelular obligado, el estudio de los virus ha
requerido de su propagación en células vivas, primero en ani-
males y a partir de la década de 1950, en cultivos celulares in
vitro. Posteriormente, gracias al avance de la biología molecu-
lar y de la genética, se definieron las interacciones de los virus
con las células hospederas y se profundizó el conocimiento
de la patogenia de las enfermedades virales, lo que propició el
desarrollo de técnicas de diagnóstico, de vacunas, de antivira-
/es y de otras estrategias de control de las infecciones virales
(fabla 1-2).
Estos conceptos básicos y aplicados están tan ligados,
que es indispensable abordar en detalle terminología biológica
básica para comprender los aspectos clínicos y epidemiológi-
cos de los diversos virus. No cabe duda de que los grandes
avances en virología médica se han debido al mejor conoci-
miento de la estructura y patogenia viral, al desarrollo de téc-
nicas sensibles y específicas de diagnóstico y de vacunas y
antivirales. Todo lo anterior ha sido posible gracias al trabajo
en ciencias básicas, cuya aplicación en medicina curativa y en
salud pública ha conducido a la situación actual, que augura
un futuro auspicioso en el enfrentamiento de emergencias de
nuevos agentes patógenos. El desafío de convivir con los virus
es grande y requiere del trabajo cooperativo interdisciplinario,
cuyo éxito se ha demostrado en las últimas pandemias de
SARS e influenza que han afectado recientemente a la huma-
nidad (fabla 1-3).
En salud pública se ha establecido que las enfermedades
infecciosas representan un tercio de las causas de muerte en
el mundo; dentro de ellas, predomina la etiología viral (VIH, he-
patitis, VRS, rotavirus, sarampión, dengue, etc.), a pesar de
que se han desarrollado vacunas y antivirales contra algunas
de ellas (Figura 1-1 ). Las causas de morbilidad poseen nume-
rosos indicadores (consultas ambulatorias, hospitalizaciones,
ausentismo escolar y laboral) que demuestran el impacto de
las infecciones virales en la población. En medicina curativa el
gran avance se ha reflejado en la posibilidad actual de hacer
diagnósticos rápidos con alta seguridad y sensibilidad, incluso
de virus que no se han logrado cultivar in vitro. Debido a ello,
Tabla 1-2. Hitos en el desarrollo de la virología
1677: Leeuwenhoek observa microbios
1859: Charles Darwin escribe ELORIGEN DE LAS ESPECIES
1864: Pasteur refuta la teoría de la "generación espontánea"
1880: R. Koch enuncia sus "Postulados":¡No más miasmas!
1881: Pasteur estudia en animales el virus rabia
las infecciones virales han pasado a ser parte del diagnósticó
diferencial en muchas patologías propias de las especialidades
médicas. Entre ellas destacan la dermatología, la ginecología y
obstetricia, la gastroenterología, la neumología, la inmunología
y reumatología, y la otorrinolaringología, entre otras.
La oncología, la medicina del trasplante y los cuidados in-
tensivos son sin duda las especialidades que más utilizan los
recursos diagnósticos y terapéuticos asociados a las infeccio-
nes virales. Estas disciplinas enfrentan una creciente población
de inmunosuprimidos, cuyo manejo representa un desafío mu-
chas veces exitoso. De la misma manera, los enfermos graves
que requieren cuidados intensivos en unidades especiales tie-
nen hoy mejores perspectivas frente a las infecciones virales.
La posibilidad de utilizar exámenes virológicos para monitorear
la evolución de infecciones persistentes (VIH, hepatitis B y C,
infecciones por CMV, etc.) es actualmente una realidad en mu-
chos lugares.
Se han desarrollado dos armas para enfrentar con optimis-
mo algunas infecciones virales: los antivira/es y las vacunas. Si
bien el desarrollo y uso clínico de antivirales es aún restringido,
representa un hito en el tratamiento de algunas infecciones vi-
rales tales como VIH, herpes simplex, varicela-zóster, CMV e
influenza, entre otras.
Sin duda, el desarrollo de vacunas ha disminuido la mor-
bilidad y mortalidad por muchas infecciones virales y se han
constituido en indicaciones obligadas en todo el mundo (polio-
mielitis, sarampión, rubéola, parotiditis, fiebre amarilla, rabia);
junto con ello, se ha logrado erradicar la viruela y controlar la
poliomielitis y el sarampión en muchas regiones del mundo.
Además, varias vacunas efectivas ya están licenciadas, cuyo
máximo inconveniente actual es el precio relativamente alto
(rotavirus, hepatitis y otras), lo que dificulta su inclusión en los
sistemas públicos de salud.
En el contexto biológico, los virus se definen básicamente
por su pequeño tamaño (18 - 400 nm), que les permite atrave-
sar los filtros diseñados para retener bacterias, y por que care-
cen de maquinaria metabólica, lo que los convierte en parásitos
intracelulares estrictos. Están conformados por un sólo tipo de
ácido nucleico, recubierto y protegido por unas pocas proteí-
nas diferentes repetidas y no se multiplican por división binaria,
sino por ensamblaje de sus componentes (Figura 1-2).
1892: Dimitri lvanowsky define el virus "filtrable"de la planta del tabaco (TMV)
1898: M.Beijirinick desarrolla la idea de virus: contagium vivum fluidum
1898: ·Loeffier yFrosch describen el foot-and-mouse disease virus
1902: Wa1ter Reed define la infección por el virus de la fiebre amarilla
1908: Ellerman y Bang descubren virus en leucemias de pollos
1911 : P. Rous descubre virus en tumores sólidos en pollos
1937: MaxTheiler: crece virus de fiebre amarilla en ratón
1966: Moscú: se establece el Comité Internacional Nomenclatura Virus
--·16

CAPÍTULO 1 - VISIÓN HISTÓRICA DE LA VIROLOGÍA
Tabla 1-3. Hitos en el desarrollo tecnológico de la virología
Cultivo de virus
• Uso de huéspedes animales: Pasteur (1881 ): roedores para rabia; Daldorf y Sickles (1948): Coxsackie en laucha lactante
• Embrión de pollo (1930): poxvirus
• Uso de cultivo celular: Enders (1949): poliovirus; (1950-60) muchos otros virus
• Dulbecco (1952):"plaqueo" de virus como sistema cuantitativo
Bacteriófagos y genética
• D'Harrell (1921); Hershey y Chase (1952): información genética en ácido nucleico viral: ARN o ADN
• Lwoff (1957): infección lítica o vegetativa
• Watson y Crick (1956):estructura ADN. Fagos como herramienta de estudio genético
Virus oncogénicos
• Sarcoma de Rous(1911); tumores en mamíferos; tumores en humanos.Oncogenes y proteinquinasas
Bioquímica y biología molecular
• Cristalización del virusdel mosaico del tabaco (1935); viruspolio (1955); (1970-80) proteínas
• Centrifugación en gradiente (1960) y electroforesis en geles: estructura y funciones de macromoléculas (enzimas)
• Técnicas moleculares: clonamiento molecular, secuenciación; expresión de genes en diversos sistemas, mutagénesis dirigidas; técnicas de ADN
recombinante, etc.
Microscopia electrónica (1931) y ultraestructura
• Uso amplio desde estructura de fagos(1940) y célulashasta técnicas diagnósticas
Inmunología: humoral y celular
• Hemaglutinación (Hirst, 1940)
• Desarrollo de monoclonales (1990)
• Cultivo y clonamiento de linfocitos
Hepatitis B 1,1 M
Malaria o paludismo 2,1 M
Tuberculosis 3,1 M
VIH/SIDA
>1M
Sarampión
>1M
Tétanos neonatal 0,5 M
Coqueluche 0,35 M
Parasitosis intestinales 0,165 M
Infecciones
respiratorias
agudas4,4M
Diarreas 3,1 M
Figura 1-1. Diez principales causas de muerte por infecciones en el mundo (M= millonesdemuertes).
Diversas teorías explican el origen de los virus. Algunas
plantean que fueron organelos de la célula o de bacterias que
adquirieron independencia, y otros que partieron como una
organización molecular primitiva independiente. Se calcula
que su aparición se remonta a dos mil millones de años y que
se han adaptado y sobrevivido a los diversos cambios del am-
biente y de los hospederos, entre los cuales el hombre podría
datar de 4 a 8 millones de años atrás solamente.
Estudios recientes del genoma humano que han identifi-
cado restos de retrovirus, sugieren que ciertos virus se han
convertido en mecanismos biológicos de transmisión de infor-
17

VIROLOG[A ClÍNICA
]~ cf @
*
Vi roides
priones
YCélulas Células Bacteria Poxvirus Virus Proteínas Pequeñas Átomos
vegetales animales
,----,1
ribosomas moléculas
¡----J ¡----J r------1 n
11111 1 1 1 111111 11 1 111111 11 1 111111111 111111 11 1 1111111 11 111111 11 1 1111111 1 1 Metros
10-2
(lcm)
10-3
(lmm)
Microscopio de luz
10-4 10-5 10-.;
(lpm)
Microscopio electrónico
10-7 10-,11 10-9 10-10
(lnm) (lÁ)
Rayos X
Resonancia nuclear
Figura 1-2. Tamaño comparativo de los virus en relación aotros seres vivos, sus componentes estructurales yla capacidad de visualizarlos.
mación genética en forma horizontal. Es fascinante descubrir
cómo un microorganismo tan pequeño y relativamente simple,
se las ingenia para invadir y dominar una célula específica y
multiplicarse para mantener su especie, utilizando las diversas
estrategias que vienen definidas en su pequeño genoma. Y
que además, algunos causen enfermedades, a veces devas-
tadoras. Ante esta realidad resulta ocioso discutir si los virus
son entes vivos.
En resumen, podemos considerar a los virus -forma mínima
y eficiente de vida- como agentes infecciosos relevantes y
como una magnífica herramienta de estudio en biología.

CAPÍTULO 2
Estructura yclasificación de los virus
Eugenio Spencer
Los virus son microorganismos parásitos intracelulares
obligatorios que usan la maquinaria metabólica de la cé-
lula para reproducirse. A diferencia del resto de los microorga-
nismos, se multiplican mediante una secuencia de armado que
requiere de la síntesis previa e independiente de cada uno de
los componentes. Conforme a lo anterior, un virus es un agente
capaz de transferir un ácido nucleico entre diversas células
utilizando en su etapa extracelular una cubierta proteica des-
tinada a proteger y ayudar a la transmisión del ácido nucleico.
Las partículas virales completas que son capaces de infectar
una célula se denominan viriones. Esta definición funcional
permite diferenciarlas de aquellas detectables por métodos fí-
sicos, pero que no son necesariamente infectivas.
Históricamente, los virus se definieron por su tamaño, pues
eran capaces de atravesar los filtros que retenían a las bacterias
y no eran visibles al microscopio óptico. Si bien las bacterias se
miden en micrometros (10-6 m), para dimensionar los virus se
usan nanómetros (nm), unidad 1.000 veces menor (1o-9
m), pues
el tamaño de los virus fluctúa entre los 20 y 300 nm.
En la definición de virus se incluyen brganismos que poseen
un ácido nucleico de ADN o ARN, rodeado por una cubier-
ta proteica, la que adicionalmente puede estar envuelta
por una bicapa lipídica, que también contiene proteínas
de origen viral. Con el devenir de la virología, se ha asimilado
a esta disciplina a una serie de agentes que cumplen parcial-
mente estas características, como los viroides, que sólo tie-
nen una molécula de ARN y los priones, compuestos por una
molécula de proteína, y otros que no son autosuficientes para
replicarse en la célula huésped, llamados virus satélite.
• Los virus pueden infectar todo tipo de células, ya sea de
organismos procariontes (bacterias) o eucariontes vertebrados
(animales) e invertebrados (insectos) y de plantas. Los virus
que infectan bacterias reciben el nombre de bacteriófagos o
simplemente, fagos. En general, los virus infectan un número
limitado de especies biológicas y dentro de ellas, sólo algu-
Contenido
Estructura viral
Virus de estructura icosaédrica
Virus de estructura icosaédrica con envoltura
Virus de estructura helicoidal
Virus de estructura helicoidal con envoltura
Virus de estructura compleja
- - - ---------------
Clasificación virus ADN y ARN
- - - - - ·
19
20
22
22
22
23
24
nos tipos celulares -rango de huésped-, debido a que entre
el virus y la célula hospedera debe existir un reconocimien-
to específico. Las moléculas o conjunto de moléculas de la
célula a las cuales el virus es capaz de unirse se denominan
receptores virales. En realidad, la célula no dispone de molé-
culas diseñadas para la entrada de virus, sino que el virus tiene
proteínas "ligando" que pueden reconocer en forma específica
ciertos componentes externos de la membrana citoplasmática
que cumplen diversas funciones, a las que se agrega la de
"receptor" para ciertos virus.
Los virus poseen una capacidad de variación genética que
les permite seleccionar las variantes más eficientes durante su
replicación en el hospedero. La variabilidad genética está en
estrecha relación con la capacidad del virus de sobrevivir en el
ambiente y de infectar en forma eficiente. A esto debe agregar-
se la capacidad para evadir la respuesta inmune tanto innata
como adquirida cuando infectan a un individuo, fenómeno que
no se observa al infectar cultivos celulares u órganos aislados.
Debido a la gran variedad de virus ADN y ARN, es funda-
mental conocer su estructura general y las características del
material genético, porque estas propiedades son las que de-
terminan la estrategia de replicación al interior de la célula, su
capacidad de diseminarse y su poder patógeno.
EsTRUCTURA VIRAL
Las partículas virales infectivas, o viriones, contienen un
genoma ubicado al interior de una cubierta proteica de-
nominada cápside, cuya función es proteger al genoma
en el medio extracelular e intracelular, permitir la adsorción
del virus y la penetración a la célula hospedera. Debido a
que los genomas de los virus son muy pequeños, la cápsi-
de se organiza de manera tal que requiere de la repetición
alrededor del ácido nucleico de pocas moléculas de pro-
teínas distintas o iguales, organizadas en los denomina-
19

V IROLOGÍA CLÍNICA
dos capsómeros. Esta estructura regular de subunidades
repetitivas interactúan formando unidades que tienden a
adoptar formas esféricas o alargadas, que son descritas co-
.mo de simetría icosaédrica o helicoidal (Figura 2-1).
Los virus más pequeños usan sólo unas pocas proteínas
para formar la cápside, mientras que los más complejos re-
quieren de más de 35 proteínas distintas. Esto es válido para
la mayoría los virus, aunque algunos de mayor tamaño pueden
formar estructuras más complejas, que escapan a la regla ge-
neral (Ej.: poxvirus).
Muchos virus tienen además una bicapa lipídica, denomi-
nada envoltura o manto, que rodea a la cápside, que en este
caso se denomina nucleocápside porque está en contacto
más directo con el ácido nucleico que con la envoltura lipopro-
teica. Los lípidos que constituyen este "manto" forman parte
de las membranas lipídicas .de la célula, que son modificadas,
pues contienen proteínas codificadas por el genoma viral en
forma de proteínas de transmembrana, o en la cara interior de
la membrana, como proteínas de matriz.
Las proteínas que emergen de la membrana hacia el exte-
rior cumplen funciones relacionadas con la capacidad infectiva
del virus y generalmente corresponden a antígenos de neutra-
lización.
La envoltura le confiere características especiales al virus y
define la forma en que penetra en la célula. La envoltura ha-
ce lábiles a los virus, porque una membrana lipídica es más
inestable que una cubierta proteica. En general, con el uso
de detergentes suaves se logra separar la nucleocápside viral,
aunque se inhibe irreversiblemente la infectividad viral.
Las proteínas de origen viral que se encuentran insertas
en la envoltura generalmente corresponden a glicoproteínas.
Varias familias de virus tienen entre la envoltura y la nucleo-
A. B.
cápside una proteína de matriz (M) cuya función es fortalecer
y mantener la integridad del virus. Aunque los virus utilizan la
maquinaria metabólica de la célula, algunos portan en ese es-
pacio diversas enzimas relacionadas con la transcripción o re-
plicación del genoma que facilitan la infectividad viral; tal vez
el ejemplo más relevante es el virus herpes, que tiene un ver-
dadero depósito de enzimas, llamado tegumento. El estudio
de las diversas familias de virus permite constatar que existen
numerosas variaciones a esta regla general, lo que ilustra la
complejidad de cada virus.
A continuación se describen cinco tipos de virus de acuerdo
a la estructura de su nucleocápsula y a la presencia de manto.
Virus de estructura icosaédrica
Mediante estudios de microscopia electrónica se ha determi-
nado que casi todos los virus ADN y una buena proporción
de virus ARN animales poseen una estructura icosaédrica, de
gran estabilidad termodinámica.
Esta forma geométrica de veinte caras triangulares regu-
lares le otorga al cuerpo un eje de simetría rotacional de tres
caras. Además, el icosaedro posee doce vértices donde coin-
ciden cinco caras triangulares, lo que genera un eje de simetría
rotacional de cinco. Entonces, en treinta lugares del icosae-
dro coinciden dos caras triangulares, generando otro eje de
simetría rotacional. Cada una de las caras triangulares puede
tener distinto número de subunidades, con un mínimo de tres
(Figura 2-2).
Este tipo de simetría es propio de la partícula y es detec-
table en todos los virus con esta estructura. En un icosaedro,
el mínimo de subunidades idénticas requerido para formar un
vértice es de cinco (en cada uno de los doce vértices) y de tres
unidades en cada una de las veinte caras triangulares; por lo
ARN de hebra
simple
Figura 2-1.A Esquemadel virusdel mosaico del tabaco, virus helicoidal sin manto. B. Esquema de la estructuraymicrofotografía electrónica de un picornavirus, un
virusicosaédrico desnudo.
2caras 3caras 5caras
Figura 2-2.Tipos de simetríaque se encuentran en un icosaedro.
--20

Replicación viral
Jonás Chnaiderman
Para poder existir como especies portadoras de informa-
ción, los virus, al igual que cualquier microorganismo, de-
ben proliferar "fabricando copias de sí mismos". La replicación
viral no debe considerarse simplemente como la oportunidad
de la especie de mantener o aumentar su población, sino que
además -al incluir la síntesis de nuevas copias del genoma viral
más o menos imperfectas- permite adaptarse y evolucionar a
las especies virales. Así, los virus han perdurado en escalas de
tiempo comparables a la.s de sus especies hospederas.
La expresión "replicación viral" se aplica en este capítulo al
proceso de proliferación a "nivel celular" más que a nivel del
individuo. La condición de parásitos intracelulares estrictos
que define a los virus está precisamente determinada por el
hecho de que es en las células donde se fabrica la progenie
viral descendiente de un virión parental. Por eso, con fines di-
dácticos, se intenta sistematizar el proceso de replicación viral
en función de los diversos eventos que deben ocurrir desde la
llegada de un virus a una célula hasta la liberación de la proge-
nie descendiente. Sin embargo, esta descripción del proceso
se ve dificultada por la heterogeneidad estructural de las diver-
sas familias virales, por lo que en cada etapa que se describirá
Tabla 3-1. Etapas de la replicación viral
Etapa Hechos más destacables
Contenido
Etapas de la replicación
Adsorción
Penetración
Síntesis de macromoléculas
Ensamblaje
Liberación
Variación genética viral
CAPÍTULO 3
29
29
31
33
35
35
36
a continuación deben cautelarse las particularidades propias
de algunos virus.
Por otro lado, la maquinaria celular que utiliza el virus pro-
voca necesariamente consecuencias en la homeostasis celular
que pueden proyectarse a nivel tisular u orgánico; esas con-
secuencias están asociadas a la patogenicidad que cada virus
trae asociado al momento de infectar un hospedero.
ETAPAS DE LA REPLICACIÓN
Se han definido cinco etapas indispensables en el proceso de
replicación viral {Tabla 3-1 y Figura 3-1) que a veces se super-
ponen, pues frecuentemente, antes de la conclusión de una,
ya se ha iniciado otra, lo que da mayor dinamismo al proceso
completo.
Adsorción
Desde el ingreso al organismo hospedero, una partícula viral
puede entrar en contacto con muchas células de diverso tipo
sin llegar a adsorberse. Lo que define al proceso de adsorción
Adsorción Depende de relación específica ligando viral/receptor celular; es determinante del tropismo por especies y
tejidos
Penetración
Ensamblaje
Liberación
Por fusión o endocitosis, dependiendo del tipo de virus
a) Síntesisde ARNm
b) Síntesisde proteínas estructurales y no estructurales
e) Replicación del genoma
d) Modificacionespostraduccionalesde algunas proteínas
Los componentes sintetizados se acoplan, conformando la progenie
Salida de losnuevos viriones por lisiscelular o yemación
29

VIROLOGÍA CLÍNICA
e
,'.... /.... ,'... ,'... ,'... ~
/ '...' '...' '-' '....' '...'
, ,'... ,'... ,- ~
'-' '-' / '..'
,'... ,'... ~
·' ..' '..'
Figura 3-1 Modelo general de un ciclo replicativo viral. Se grafica la replicación de un virus desnudo con replicación exclusivamente citoplasmática. Se detallan los
componentes (a-g) y procesos (1-7). El virión (a) hace contacto con el receptor (b) durante el proceso de adsorción (1).Después de laetapa de penetración (2), se inicia
la biosíntesis de macromoléculas con la transcripción (3), que permite obtener ARN mensajero viral (e); latraducción (4), por la que se fabrican las diversas proteínas
virales (d) y la replicación genómica (5), en la que participan tanto el genoma viral (e) como enzimas virales (d), obteniéndose así múltiples copias nuevas de genoma
viral (f). El ensamblaje (6) ocurre por la interacción de proteínas estructurales (d) y genomas virales (f). Finalmente, la liberación (7) de la progenie (g) ocurre por lisis
celular.
es la interacción específica entre el virión y una célula, de tal
forma que permita la retención de la partícula en la superficie
celular. Dicha retención ocurre porque existe una alta afinidad
entre una molécula de la superficie del virus (el ligando) y otra
molécula de la célula (el receptor); ambas contrapartes son
proteínas, frec;uentemente glicosiladas, con algunos dominios
involucrados en esa interacción.
Evidentemente, en los virus con manto el ligando es una
proteína de membrana, mientras que en los virus desnudos el
ligando puede tener también una función estructural, lo que le
da estabilidad a la partícula. En ambos casos, el ligando puede
estar constituido por más de una cadena polipeptídica, que
pueden ser idénticas, como el homotrímero de la hemagluti-
nina del virus influenza, o distintas, como los capsómeros de
algunos picornavirus.
Las prot~ínas celulares que actúan como receptores virales
cumplen funciones relacionadas con la capacidad de la célula
de interactuar con el espacio extracelular. Así, pueden ser an-
clas estructurales (como algunas integrinas), ser sensores de
moléculas (Ej.: receptores de quimioquinas) o modificar la per-
meabilidad celular (como algunos canales iónicos). El modelo
30
actual de conformación de las superficies celulares contempla
una cierta heterogeneidad, determinada por microdominios de
la membrana en los que es posible encontrar acúmulos de pro-
teínas, por lo que no cualquier sector de la superficie celular es
apto para interactuar con una partícula viral. En algunos casos,
típicamente en el VIH, la etapa de adsorción requiere de una
molécula distinta en la superficie celular, llamada correceptor;
además, pueden existir receptores alternativos, es decir, se re-
quiere uno u otro. '
Como en cualquier interacción proteína-proteína, es factible
determinar una constante de asociación ligando/receptor, lo
que implica que ambas moléculas pueden separarse: la etapa
de adsorción puede ser reversible. Sin embargo, dado que
cada partícula viral trae varias copias de ligando y que en la
célula pueden haber varias copias del receptor, se promueve
una interacción cooperativa que desplaza el equilibrio a favor
de mantener al virus adosado a la superficie celular.
La especificidad de la interacción ligando/receptor de-
limita la posibilidad de que un virus interactúe con un determi-
nado tipo de célula y de tejido, puesto que si un tipo celular no
expresa el receptor adecuado, el virus no podrá adsorberse

a él. Aun más, la interacción ligando/receptor también es uno
de los determinantes del rango de hospedero, es decir, de
la capacidad de un virus de infectar a más de una especie.
Así, las zoonosis virales son posibles porque algunos virus
utilizan un receptor celular que difiere relativamente poco en-
tre el ser humano y otras especies animales. A esta relación
específica se la conoce como susceptibilidad a la infección
viral y es el principal componente del llamado tropismo viral.
Asimismo, el uso que algunos virus hacen de receptores más
universales, presentes en más de un tipo celular, tiene como
consecuencia que la infección viral sea eventualmente más
generalizada, pues más de un tejido se puede ver afectado
por la infección.
El término tropismo tiene un significado más amplio, pues
se refiere a la preferencia de un virus por infectar determinados
tejidos, y depende tanto de la presencia de receptores como
de la permisividad, es decir, de su capacidad de replicarse
una vez que ha ingresado a la célula (Figura 3:2).
Penetración
Dado que para replicar los virus deben acceder a la maquinaria
y a recursos intracelulares, su estructura está adaptada para
que, luego de la adsorción, la partícula o parte de ella, sea
internalizada. En este proceso, una gran estructura macromo-
lecular -en este caso al menos una cápside con genoma en
su interior- traspasa una estructura delimitante, la membrana
citoplasmática celular. No se considerará aquí el caso aún más
complejo de los virus vegetales y de los bacteriófagos, qu.e
además deben atravesar una pared celular.
C APITULO 3 - R EPLICACIÓN VIRAL
A pesar de que algunos autores aún defienden la idea de
que proteínas de superficie viral pueden inducir la formación
de poros en la membrana celular para "inyectar" el material
genético, este mecanismo de "trasposición" es más bien una
excepción. Desde un punto de vista físico-químico, la rotura de
la continuidad de la membrana es energéticamente onerosa y
de riesgo, pues el contenido intracelular puede filtrarse al exte-
rior, lo que podría ser nefasto para la fisiología celular.
Aquí sólo se describirán los mecanismos de penetración
más frecuentes y aceptados, que no requieren romper el lími-
te intra-extracelular para ingresar a la célula hospedera. Estos
mecanismos son dos, la fusión y la endocitosis. Los estudios
en modelos de cultivo celular sugieren que para un determi-
nado binomio virus-célula, el mecanismo de penetración es
siempre el mismo.
Penetración por fusión. Es utilizado por algunos virus con
envoltura. Se ba~a en la reorganización molecular entre los lí-
pidos del manto viral y los de la membrana celular para formar
una sola superficie entre ambos. El VIH, el virus parainfluenza,
el sarampión y la parotiditis son ejemplos de esta forma de
penetración (Figura 3-3). De esta manera, el contenido interno
de la partícula viral -la nucleocápside y eventualmente el tegu-
mento- pasa a estar incluido en el citoplasma celular.
Este mecanis~o de "trasposición de límite" es comparable
a la liberación de neurotransmisores a nivel sináptico, una ve-
sícula se aproxima a la membrana celular para vaciar su con-
tenido hacia afuera de la célula; en el caso de los virus, esta
"vesícula" es externa ytraspasa su contenido hacia el interior
TROPISMO
Predilección del virus por un
tejido
SUSCEPTIBILIDAD
Capacidad de adsorción,
determinada por la relación
ligando1receptor
+
PERMISIVIDAD
Posibilidad de continuar su
replicación dentro de la célula
Figura 3-2.Relación entre tropismo, susceptibilidad y permisividad.
a. b. c. d.
MC
Figura 3·3.Penetración por fusión.Ambas capas lipídicas de las membranas viral y celular se fusionan en una sola superficie continua, lo que redunda en la entrada de
la cápside viral al citosol (en gris). MC: Membrana citoplasmática.
31

VIROLOGÍA CLÍNICA
de la célula. Para que este proceso pueda ocurrir, es nece-
sario vencer la repulsión que existe entre ambas membranas
debido a sus propiedades iónicas: ambas están constituidas
por fosfolípidos y por lo tanto, sus superficies tienen carga
negativa. Para solucionar esto se requiere de la participación
de proteínas virales "fusogénicas", cuya función es permitir el
acercamiento entre las membranas e inducir el reordenamiento
molecular que lleva a su fusión.
Debido a que los lípidos virales y celulares forman una sola
lámina, los antígenos virales de superficie quedan retenidos en
la membrana celular y expuestos hacia el exterior; sin embar-
go, no es evidente que dichas proteínas puedan tener alguna
función (inmunogénica o señalizadora), pues en algunos casos
debido al reciclaje normal de las proteínas de membrana su
duración es relativamente efímera. En algunos modelos vira-
les se ha demostrado que no es necesaria la participación de
maquinaria celular para el proceso de fusión, aunque sí lo es el
receptor celular para la adsorción. Debido a la naturaleza del
proceso, los virus desnudos no pueden penetrar en las células
por medio de fusión.
Penetración por endocitosis (viropexia). Este proceso evi-
dencia la capacidad de los virus de usufructuar de la mecánica
celular, pues la mayoría de los tipos celulares está programada
para captar moléculas o complejos moleculares del espacio
extracelular por medio de la formación de endosomas, o ve-
sículas intracelulares. Notablemente, este proceso es mecáni-
camente inverso a la fusión, pues consiste en la separación
de una parte de la lámina lipídica para la formación del endoso-
ma, sin romper la continuidad de la membrana citoplasmática
(Figura 3-4).
Dependiendo del virus, la invaginación de la membrana
citoplasmática ocurre por la vía dependiente de clatrina, o por
la formación de caveolas en microdominios membranosos
con alta concentración de moléculas de colesterol (rafts).
Una vez formada la vesícula endocítica, su destino depen-
de de sus interacciones y señalizaciones con el citoesqueleto;
en algunos casos el virus requiere que su material genético
a. b. c.
MC
permanezca en el citoplasma, mientras que en otros debe
ser transportado hasta el núcleo. Las células normalmente
someten a sus endosomas a un proceso de acidificación por
medio de bombas de protones instaladas en la membrana, y
frecuentemente, ese cambio de pH induce modificaciones en
proteínas virales que son necesarias para continuar con el ciclo
replicativo. La vía endocítica es utilizada tanto por algunos vi-
rus con manto como por algunos virus desnudos (adenovirus,
parvovirus, virus hepatits A y otros).
El paradigma del proceso de penetración por endocitosis lo
constituye el virus influenza, que ha sido estudiado detallada-
mente a nivel molecular. En este modelo, así como para otros
virus con manto, la liberación de la nucleocápside requiere de
la fusión de la envoltura viral con la membrana del endosoma,
lo que ocurre después de la acidificación del endosoma, pues
con esa señal el ligando viral expone el dominio fusogénico.
Aunque este proceso involucra la fusión entre dos membra-
nas, el mecanismo de "penetración por fusión" se refiere úni-
camente al descrito previamente, donde no hay formación de
endosoma.
En los virus desnudos se visualizan dos destinos posibles
luego de la endocitosis: algunos endosomas pueden disolver-
se, liberando con ello su contenido en el citosol, mientras que
en otros casos se han observado cápsides virales al interior
de cisternas del retículo endoplasmático, lo que sugiere que
algunos endosomas se funden con este organelo, liberando
contenido en el interior de él (Figura 3-5).
Algunos autores sugieren que existe una etapa pospenetra-
ción en donde los virus expondrían su genoma. Sin embargo,
la exposición completa del ácido nucleico viral no es una nor-
ma, pues muchos virus jamás liberan completamente el ácido
nucleico de su cápside (como en el caso de los reovirus) y en
otros el genoma permanece acoplado a una estructura que
impide la acción de nucleasas celulares (Ej.: poxvirus). Una vez
concluida la penetración, cada virus debe localizar su genoma
en un compartimiento celular específico, donde podrá prose-
guir a la próxima etapa.
d. e.
Figura 3-4.Penetración por endocitosis de virus membranosos (viropexia). La membrana citoplasmática se invagina (by e), de tal forma que termina formando una
vesícula endocítica en el citoplasma (d). Posteriormente (e), la membrana viral se fusiona a la membrana del endosoma, depositando lacápside en el citosol (en gris).MC:
Membrana citoplasmática.
--·32

C APÍTULO 3 - R EPLICACIÓN VIRAL
a. b. c. d. e.
MC RE
Figura 3-5.Penetración de virus desnudos por endocitosis (viropexia). Una vez formado el endosoma que contiene la partícula viral (d), en ciertos casos se fusiona
con el sistema vesicular interior de la célula(e). MC: Membrana citoplasmática. RE: Retículo endoplasmático.
El virus debe garantizar la síntesis de dos tipos de macromolé-
culas: proteínas virales y ácidos nucleicos virales. Aunque los
virus con manto deben incluir lípidos en su estructura, su sínte-
sis no es especial, pues los mantos virales derivan directamen-
te de membranas celulares. Muchos virus también tienen la
capacidad de modificar el patrón de expresión tanto de ácidos
nucleicos como de proteínas celulares.
Transcripción viral. La primera manifestación de actividad
biosin~ética viral es la obtención de ARN mensajero viral, en
un proceso conocido como transcripción. Estas moléculas,
al igual que los mensajeros celulares, son intermediarias me-
diante las cuales la información fluye desde el genoma hacia
la síntesis de proteínas en los ribosomas celulares. Todos los
mensajeros son sintetizados necesariamente por una ARN po-
limerasa, aunque el molde que dicha enzima debe leer para
fabricar el mensaje varía dependiendo del tipo de virus. De he-
cho, la mecánica de transcripción viral se ha constituido en un
criterio de clasificación de los virus: la clasificación de Baltimo-
re, propuesta en 1971 por David Baltimore, Premio Nobel de
Medicina en 1975 (Figura 3-6). Esta clasificación incluye siete
grupos, de los cuales aquí se destacan sólo algunos:
• Al igual que el genoma hospedero, algunos virus tienen ge-
nomas constituidos por ADN de doble hebra. En estos
casos, el mensajero es fabricado por una ARN polimera-
sa dependiente de ADN, que habitualmente es la misma
polimerasa celular, el "ARN polimerasa 11", localizada en el
núcleo de la célula. Los poxvirus portan su propio ARN po-
limerasa dependiente de ADN, que transcribe el genoma vi-
ral en el citoplasma.
• Otros virus tienen su genoma constituido por una o varias
moléculas de ARN de simple hebra, con la particularidad
de·que los ribosomas celulares pueden utilizar dicha mo-
lécula directamente como mensajera (hebra de polaridad
positiva). Para que los ribosomas puedan acceder al geno-
ma viral, en estos casos es indispensable que este sea libe-
rado de la cápside.
• En ocasiones, el genoma ARN de simple hebra viral es de
polaridad negativa, pues no puede ser leído directamente
por los ribosomas porque porta la información complemen-
taria al mensaje. Así, estos ARN son usados como moldes
Tipo de
genoma
ADN ADN
doble hebra simple hebra
Procesos Transcripción
Tipo·de
genoma
ARN
doble hebra
Procesos Transcripción
ARN
simple hebra
positivo
Transcripción
ARN
simple hebrá
negativo
ARN
simple hebra
positivo
Figura 3-6.Clasificación de los virus de acuerdo al esquema de Baltimore.
En este sistema, los virus se agrupan de acuerdo a la mecánica por la que fa-
brican susARN mensajeros, que depende del tipo de genoma viral. En laparte
superior se especifican las dos familias cuyos genomas son ADN yen la inferior,
lascuatro cuyos genomas son ARN.
33

VIROLOGIA CLINICA
en el proceso de transcripción, para lo cual se requiere de
una enzima ARN polimerasa dependiente de ARN. Esta en-
zima debe venir incorporada al virión lista para funcionar
-además de estar codificada en el genoma viral-, porque
de lo contrario su información genética no podría fluir.
• Algunos.virus tienen por genoma una molécula de ARN de
doble hebra y, a pesar de traer una hebra de polaridad po-
sitiva, usan una polimerasa viral para fabricar nuevos men-
sajeros.
. • Aunque los retrovirus tienen un genoma de ARN de polari-
dad positiva, no lo usan como mensajero, sino que se va-
len de una enzima transcriptasa inversa para fabricar un
intermediario de ADN doble hebra que se integra al geno-
ma de la célula hospedera, y usan este intermediario como
molde para la obtención de ARN mensajero.
Biosfntesis de protefnas virales. Se deben producir dos
tipos de proteínas virales estructurales y no estructurales en
una secuencia temporal específica para cada virus. Los virus
no poseen maquinaria propia para fabricar sus proteínas, por
lo que deben adaptar su información para traducirla en los
ribosomas celulares. Así, la mayoría de virus produce ARN
mensajeros (ARNm), que cuentan con los elementos típicos
de un mensajero celular: una estructura cap, un marco de
lectura abierto que porta la información codificante efectiva y
una señal de poliadenilación, o en su defecto, directamente
una cola poli A. Esta molécula es sometida a scanning por el
complejo de iniciación de la traducción -que incluye la subuni-
dad menor del ribosoma- hasta que se ensambla el ribosoma
completo y se inicia la traducción.
Gracias al estudio de la traducción viral fue posible estable-
cer la factibilidad de la traducción de mensajeros independien-
tes de la estructura cap. Lo anterior condujo al descubrimiento
de sitios internos de entrada de ribosoma (IRES) que permiten
el ensamblaje del ribosoma completo sin que ocurra scanning.
Después de constatar su existencia en varias familias de vi-
rus (picornavirus, retrovirus, flavivirus, etc.), se demostró que
algunos mensajeros celulares pueden ser objeto de traduc-
ción independiente del cap, mecanismo que estaría asociado
a estados de estrés celular. Se propone entonces que estos
virus garantizan la traducción de sus genes por sobre la de los
genes celulares. Otros virus, como algunos reovirus, fabrican
ARNm que no tienen cola poli A, por lo que deben suplir su
función con otros factores virales.
En esta etapa los virus también utilizan los mecanismos de
destinación de proteínas de la célula, que en ciertas ocasiones
a. b.
están asociados a la traducción. Un ejemplo es la fabricación
de glicoproteínas de superficie viral, que gracias a las se-
ñales incluidas en las proteínas son fabricadas en ribosomas
asociados a retículo endoplasmático, luego direccionadas al
Golgi y finalmente a la membrana citoplasmática. En efecto,
el ensamblaje de los virus con manto requiere de la presencia
de varias proteínas virales localizadas en la membrana. Se de-
be considerar que muchas proteínas virales son sometidas a
modificaciones postraduccionales tales como glicosilaciones,
fosforilaciones, proteólisis parcial, acetilaciones, etc., por la
maquinaria celular.
Replicación genómica. En esta nomenclatura no debe con-
fundirse la expresión "replicación viral", que se refiere a todo
el proceso de proliferación del virus, con "replicación genómi-
ca", que sólo contempla la obtención de copias del genoma
viral. Esta etapa es específica y dependiente del tipo de ge-
noma viral; consecuentemente, cada virus tiene sus propios
requerimientos para efectuarla, incluyendo algunas actividades
enzimáticas propias. Por esta razón, la replicación genómica
siempre es posterior a la traducción de las proteínas virales.
Ciertos virus con genoma de ADN bicatenario utilizan la ma-
quinaria de replicación de ADN propia de la célula presente en
el núcleo y por lo tanto, efectúan la clásica replicación semi-
conservativa dependiente de uno (Papovaviridae) o varios orí-
genes (Herpesviridae) de replicación (Figura 3-7). En cambio,
otros virus ADN codifican su propia maquinaria de replicación
genómica (Poxviridae) y a veces dicha replicación puede ser
conservativa, es decir, primero se fabrica una hebra de ADN
que después se usa como molde para fabricar su hebra com-
plementaria (Figura 3-8).
En los virus de ARN monocatenarios, independiente de su
polaridad, la replicación siempre requiere fabricar una molécu-
la complementaria al genoma -denominada antigenoma-, que
después se utiliza como molde para generar nuevas copias del
genoma. Ambos pasos son ejecutados por una ARN polimera-
sa dependiente de ARN codificada por el virus (Figura 3-9).
Finalmente, los virus de ARN bicatenario realizan una re-
plicación conservativa de sus genomas: sintetizan la hebra
positiva primero y después la usan como molde para la poli-
merización de la hebra negativa complementaria.
Tanto los virus con ARN bicatenario como los de ARN mo-
nocatenarios negativos previamente descritos, portan las ARN
polimerasas en su estructura.
Existen otros casos especiales de replicación genómica,
c. d.
Figura 3·7.Replicación semiconservativa de un genoma viral de tipo ADN.Cada unade lashebras originalessirve de molde (e) para la síntesis de unahebra comple-
mentaria nueva, por lo que al final (d) los genomasreplicados están formados por una hebraoriginal (azul oscuro) yotra nueva (azul claro).
--34

CAPITULO 3 - R EPLICACIÓN VIRAL
a. b. c. d. e.
Figura 3·8. Replicación conservativa de un genoma viral de tipo ADN. En un primer momento, una de las hebras originales (b) se utiliza para sintetizar una hebra
complementaria (e, en azul claro).Después, esa primera hebra se usa como molde (d) para sintetizar lasegunda hebra del nuevo genoma. El producto es un nuevo genoma
compuesto de dos hebras nuevas (e, en azul claro).
como el de los retrovirus, cuya replicación implica la fabrica-
ción de un intermediario de ADN a partir de ARN (Capítulo 18:
Retrovírus).
Ensamblaje
Producto de esta etapa, es posible observar al interior de la
célula las primeras partículas virales o, en el caso de los virus
con manto, las primeras nucleocápsides.
Las propiedades intrínsecas de las proteínas estructura-
les de los virus frecuentemente impiden separar la etapa de
ensamblaje con la de biosíntesis de proteínas, pues una vez
terminada la traducción, las proteínas que forman las cápsi-
des virales empiezan a agregarse en su arquitectura definitiva.
De hecho, esta tendencia a autoestructurarse ha permitido
usar proteínas recombinantes como inmunógenos, como en
el caso de las vacunas contra el papiloma virus, en las que la
sola expresión de una proteína de cápside induce la formación
de "pseudo-partículas" (VLPs o víral-líke partícles), que tienen
propiedades antigénicas como las de una partícula.
Sin embargo, no es posible generalizar la mecánica de la
morfogénesis viral, pues para algunos virus se necesita más
de una proteína para ensamblar la cápside, e incluso de pro-
teínas que no se integran a la estructura final, pero que son
cofactores de ensamblaje. Además, en otros casos se ha de-
mostrado una dependencia de moléculas de genoma viral,
sin las cuales no ocurre el ensamblaje, pues ellas serían el
andamio sobre el que se construyen las nuevas partículas de
progenie viral.
En esta etapa ocurre la selección del ácido nucleico (o de
varios en virus con genomas fragmentados) que formará parte
de la partícula. Considerando que varios compartimientos ce-
a. b. c. d.
lulares contienen muchos ácidos nucleicos, la molécula elegida
como genoma viral no puede ser seleccionada al azar, pues
ello podría generar muchas partículas defectivas. Por eso, se
estima que los genomas virales poseen una "señal de recluta-
miento" que es reconocida por la maquinaria de ensamblaje.
Para algunos virus, dicha señal es plenamente conocida y se
sabe que en algunos casos conforma una estructura determi-
nada o depende de una secuencia específica.
Liberación
Se estima que producto del ensamblaje pueden acumularse
entre cien y diez mil partículas virales al interior de una célula,
dependiendo del virus. Para reiniciar un nuevo ciclo, estas partí-
culas deben salir de la célula, que para ese momento puede ya
estar en colapso fisiológico debido a la infección viral.
La mayoría de los virus desnudos sale de la célula una vez
que la membrana citoplasmática se rompe, liberando todo el
contenido interno, en un proceso conocido como lisis celular.
Dado que las partículas deben estar listas para infectar una
nueva célula, la morfogénesis de estos virus concluye antes
de la liberación.
En contraposición, diversos virus con manto concluyen su
morfogénesis durante la liberación, pues en esa etapa adquieren
el manto que los recubrirá Para que esto ocurra, la nucleocáp-
side debe ser transportada hacia la membrana citoplasmática,
donde será reconocida por proteínas virales asociadas a ella; en
esta zona se produce entonces una proyección de la membrana
celular comparable a una endocitosis, pero dirigiendo la vesícula
hacia el exterior de la célula (Figura 3-1 O):
Producto de este proceso, llamado yemación, sale una
partícula viral que porta las proteínas de superficie y la nucleo-
e.
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Figura 3·9.Replicación genómica de un virus ARN de simple hebra. El genoma original (a) es utilizado como molde (b y e) para obtener un antigenoma (d, en azul
claro),que se usa reiteradamente como molde paraobtener nuevas copias de genoma (e). ·
35

V IROLOG[A CLfNICA
cápside viral. Es evidente que la membrana celular tiene una
capacidad finita para efectuar este proceso, pues la escasez
de componentes lipídicos (fosfolípidos y colesterol) termina por
acabar con su integridad, por lo que no es raro que algunos
virus modulen la liberación de partículas para alargar el proce-
so de replicación. De esta forma, muchos virus con manto no
destruyen ásu célula hospedera al concluir su ciclo replicativo.
En algunos virus envueltos se ha descrito que una vez fuera de
la célula, procesan internamente sus proteínas, en lo que se
denomina maduración. Por ejemplo, los retrovirus estructuran
sus cápsides a partir de proteínas procesadas con una protea-
sa viral, después de la liberación de la partícula.
Algunos virus pasan por un proceso de "yemación interna"
(Ej.: virus de la hepatitis B) en que la nucleocápside adquiere la
membrana yemando al interior de una vesícula celular (endo-
somas), obteniendo como producto un endosoma que porta
el virión; este endosoma debe en algún momento "exocitar" su
contenido para liberar dicha partícula viral.
a. b. c.
MC
VARIACIÓN GENÉTICA VIRAL
Durante el proceso replicativo viral se produce material en
exceso para formar nuevos virus. En cada etapa descrita se
pueden cometer errores, lo que genera cierta proporción de
progenie defectuosa o mutante con ventajas o desventajas
adaptativas. Al respecto, destacan tres mecanismos respon-
sables de la variación genética: mutaciones por errores de
las polimerasas (cambio, pérdida o inserción de nucleótidos),
más frecuentes aún en virus ARN que no poseen actividad
correctora (Ej.: virus hepatitis C, rotavirus, VIH); la recombi-
nación génica, por rotura y unión covalente o intercambio de
fragmentos de ácido nucleico de genes de un virus o de dos
virus (virus ADN), fenómeno que puede ocurrir sólo entre virus
muy relacionados, y el reordenamiento genómico, observa-
do en virus con genomas segmentados cuando dos partículas
infectan simultáneamente una célula y del ensamblaje resultan
partículas con mezclas de segmentos provenientes de ambas
partículas parentales (Ej. : pandemias de influenza, rotavirus).
d. e.
Flgural-10. Yemación y maduración de virus con manto.Lanucleocápsidese desplaza enel citosol (a, engris) hacia lamembranacitoplasmática, induciendo sudefor-
mación (by e) hasta emerger haciael exterior celular (d). Unavez fuera, la partícula puede sufrir un proceso de maduración (e).MC: Membrana citoplasmática.
--36

C APÍTULO 3 - REPLICACIÓN VIRAL
HECHOS DESTACADOS
• Los virus son parásitos intracelulares estrictos y usan la maquinaria metabólica de la célula para re-
plicarse.
• La replicación viral permite a:l virus mantenerse como especie y evolucionar adaptándose al ambiente
y al hospedero. Un virus que penetra a una célula puede generar cientos o miles de réplicas en pla-
zos de horas.
• Las etapas sucesivas de adsorción, penetración, síntesis de macromoléculas (ácidos nucleicos y
proteínas), ensamblaje y liberación tienen características propias que dependen de la estructura
del virus: genomas ADN o ARN, de si se trata de hebras positivas o negativas, de hebras continuas
o fragmentadas, de la presencia de manto, etcétera.
• Los virus penetran a la célula por fusión o por endocitosis (viropexia) y el tropismo por especies y
tejidos depende de la interacción del ligando viral con un determinado receptor celular.
• La mayoría de virus ARN se multiplica en el citoplasma y debe codificar en su genoma una ARN
polimerasa ARN dependiente para replicar su genoma. La mayoría de los virus ADN se replica en
el núcleo.
• Las macromoléculas virales se sintetizan siguiendo un esquema temporal propio de cada virus y
dependiente del tipo de replicación genómica (esquema de Baltimore). Una vez sintetizadas las
proteínas estructurales y las nuevas copias de genoma viral, ocurre el ensamblaje de nuevas par-
tículas, que conforman la progenie viral.
• La liberación se produce por lisis de la célula o por yemación desde la membrana citoplasmática.
• Los virus ARN tienen mayor variabilidad porque las ARN polimerasas no tienen un sistema de co-
rrección de errores. Por su parte, los virus ADN tienen más posibilidades de integrarse al genoma
celular.
• Los procesos de mutación, recombinación y reordenamiento de los ácidos nucleicos pueden con-
tribuir a la diversidad genética.
37

CAPÍTULO 4
Patogenia viral
Luis Fidel Avendaño - Aldo Gaggero
Contenido
Patogenia a nivel celular 39
Efectos citopáticos 39
Mecanismos de lesión celular 41
Patogenia a nivel del individuo 41
E1término patogenia es un concepto amplio que refiere a la
forma en que un virus invade un organismo y genera una
infección con o sin producción de lesión o enfermedad. Algu-
nos textos limitan el concepto de patogenia a los fenómenos
asociados a la generación de daño o enfermedad. La patogenia
incluye las etapas sucesivas, que comprenden la fuente de ori-
gen de la infección, la entrada del virus al hospedero, la replica-
ción dentro de las células, las vías de diseminación dentro del
cuerpo, las interacciones con la respuesta inmune del huésped
y la evolución final de la infección. Los avances científicos y
tecnológicos han permitido entender mejor los diferentes me-
canismos y procesos moleculares involucrados. La patogenia
de una virosis puede analizarse según se enfoque la infección a
nivel de la célula, del individuo o de la comunidad; esta última se
aborda en el Capítulo 7: Los virus y la comunidad.
En la patogenia de una virosis intervienen tres grupos de
factores que interactúan entre sí y que son múltiples y cam-
biantes (Tabla 4-1).
Tabla 4-1 .Biodiversidad de factores patogénicos de infecciones virales
Virus
2.000 millonesaños
Silvestre
Serotipos
Genotipos
Cepas
Vacunas
1nactivadas·
Atenuadas
Bioingeniería
--·38
Ambiente
4.600 millonesaños
Geografía
Clima:frío, lluvias, etc.
Contaminación aérea
Urbano-rural
Hospital - comunidad
Sala cuna- jardín infantil
Hogar- colegio
Etapas de la infección viral 41
Modelos de infecciones virales 44
Dependientes del virus. Son aquellos inherentes a la biolo-
gía del virus. La relación del ligando viral con el receptor celular
determina el tropismo del virus por especies y tejidos. En efec-
to, sólo ciertos tipos de virus son capaces de afectar a una
especie hospedera, en la que incluso pueden inducir una en-
fermedad específica (Ej.: bronconeumonía, diarr~a. síndrome
febril, parálisis, etc.). Algunas cepas virales son muy virulentas,
porque pueden producir infecciones graves (Ej.: hantavirus,
Ébola, viruela), mientras que otras sólo inducen cuadros asin-
tomáticos o leves (rinovirus, coronavirus).
La biología molecular ha permitido clasificar y caracterizar
las cepas virales circulantes y definir la variación genética que
en ciertos modelos llevan a cambios en la virulencia, lo que se
está utilizando para preparar cepas atenuadas para desarrollar
vacunas. Por otro lado, una cepa que aparece por primera vez
en una comunidad puede ser aparentemente agresiva porque
afecta a un gran número de individuos (Ej.: nueva variante de
influenza A), pero es la proporción de infecciones subclínicas
Hospedero
6 - 8 millones años
Humano
Edad
Enfermedades previas
1nmunocompetencia
Vacunaciones
Educación, hábitos
Actividad
Animal
Doméstico
Silvestres

versus clínicas (leves, graves, letales) lo que define su grado
de virulencia. La circulación de cepas virales atenuadas natu-
rales o provenientes de vacunas (Ej.: Poliovirus Sabin) podrían
proteger al individuo de las cepas silvestres. El uso de vacunas
aparentemente puede modificar la virulencia de un virus, pues
en infecciones más graves retarda la edad del contagio, como
ocurré en varicela y hepatitis A. La cantidad de inóculo también
podría ser determinante en la gravedad de una infección.
Dependientes del ambiente. Las condiciones locales de
temperatura, humedad, salinidad, pH, luz ultravioleta, airea-
ción y otras pueden influir en la viabilidad del virus y afectar su
capacidad infectiva. La existencia de virosis de invierno (res-
piratorias) y otras de verano (entéricas) ilustra este concepto.
Igualmente, las condiciones climáticas y geográficas determi-
nan la presencia de vectores, agentes intermedios necesarios
para ciertas virosis, como dengue, fiebre amarilla y otras. Las
variaciones anuales climáticas sin duda influyen en la,estabili-
dad y forma de propagación de los virus (respiratorios, hanta-
virus, etcétera).
Dependientes del hospedero. Se considera que el principal
hospedero de virosis humanas es el hombre, aunque algunos
virus también se transmiten desde hospederos en animales
domésticos y silvestres. Ciertos factores innatos, como la es-
pecie, la raza, la edad, el sexo y otros, a través de receptores
celulares específicos determinan la susceptibilidad a los virus.
Los mecanismos de defensa adquiridos (vía transplacentaria,
infecciones naturales, vacunas, etc.), la actividad y condicio-
nes de vida, y otros factores también variables, influyen el ries-
go de infectarse.
Podrían mencionarse muchos otros aspectos, que repre-
sentan una sumatoria de factores de diverso tipo, como la ac-
tividad laboral, viajes fuera de la comunidad, embarazo, estado
nutritivo, etc., pero son difíciles de clasificar.
A nivel del individuo, el destino final de una infección viral es~ ""'
tá determinado por la interacción de los factores mencionados,
que pueden ser distintos de una célula a otra, de una persona
a otra y de una comunidad a otra.
La interacción de factores puede originar cuatro modelos de
infecciones virales:
• Ausencia de infección o infección abortiva
• Infección aguda, con o sin síntomas, que conduce a la re-
cuperación o a la muerte, con sus estados intermedios
• Infección persistente, ya sea de tipo latente, crónica o lenta
• Infección transformante, que origina un tumor benigno o
maligno
PATOGENIA A NIVEL CELULAR
La interacción entre un virus y su hospedero en muchas oca-
siones infecta las células, lo que se manifiesta en una serie de~
alteraciones en las estructuras y funciones celulares, entre las
que s~ incluyen una disminución en la síntesis de ácido nuclei-
co y proteínas celulares, cambios en la estructura intracelular
o citoesqueleto, que alteran la morfología celular, expresión de
nuevos antígenos en la membrana, fusión celular, liberación
d(3 enzimas lisosomales, presencia de cuerpos de inclusión y
alteraciones cromosómicas, entre otras. Estas alteraciones, o
CAPITULO 4- PATOGENIA VIRAL
efectos citopáticos (ECP), pueden ser tan características, que
permiten diagnosticar e identificar el virus.
Las células que permiten la replicación viral se llaman permi-
sivas, y las infecciones de estas células, que son usualmente
productivas y citolíticas, generan progenie viral y muerte celu-
lar. Las infecciones en células no permisivas producen progenies
virales no infectivas, llamadas infecciones abortivas. En infec-
ciones persistentes y en algunas transformantes, el genoma vi-
ral puede permanecer indefinidamente en las células, con o sin
expresión o producción de progenie viral.
La célula hospedera provee tanto la maquinaria metabólica
como los precursores para la replicación viral, en una estrecha
relación entre la replicación viral y la homeostasis celular. El
receptor celular es un factor determinante del rango de hos-
pedero y del tropismo viral por sistemas y tejidos dentro del
individuo, aunque la interacción entre un virus y su hospedero
no siempre implica la infección de las células. Desde que las
proteínas virales entran en contacto con la membrana celular
se pueden emitir señales que favorezcan el uso de la maquina-
ria sintética celular por el virus. En efecto, algunos procesos de
la replicación viral -regulación transcripcional de genes virales,
modificación postranscripcional de proteínas virales y otros-
son similares a los usados en la expresión de genes celulares.
Algunos virus tienen secuencias genómicas que durante la
replicación pueden unirse a reguladores transcripcionales celu-
lares (Ej.: NF-k~. Sp1, y otros) y junto con proteínas virales re-
guladoras, pueden áctivar o reprimir genes celulares. Algunos
virus han desarrollado mecanismos regulatorios de proteínas
que actúan en la célula hospedera. Por ejemplo, la asociación
de proteínas virales tempranas (E6 y E7 de HPV; antígeno T de
SV 40) con la proteína supresora de tumores Rb, libera el factor
de transcripción E2F, requerido para la activación o inhibición
de la síntesis de ADN viral o para la iniciación de procesos
apoptóticos celulares.
El estudio de los diferentes procesos moleculares involu-
crados en las etapas de la infección viral y en los mecanismos
de defensa innatos y adaptativos desencadenados en diversas
células es esencial para entender la patogenia de las infec-
ciones y diseñar su forma de control. A continuación se dan
algunos ejemplos de efectos y consecuencias de la patogenia
de la infección a nivel celular, tema que se tratará en detalle en
los capítulos pertinentes.
Efectos citopáticos
Las diversas alteraciones que los virus indücen al infectar las
células, denominadas efecto citopático (ECP), que ocurren tan-
to en las células in vivo como en las de cultivos in vitro, pueden
conducir progresivamente a la muerte y diferir según el virus y
la célula que corresponda. Esta divergencia es útil para hacer
el diagnóstico en cultivo celular (células gigante~. sincicios, re-
dondeamiento y picnosis, etc.). A veces no se producen alte-
raciones evidentes y deben comprobarse específicamente con
otras técnicas (Ej.: inmunodiagnóstico). Los principales efectos
citopáticos inducidos por virus son los que se mencionan a
continuación.
Cambios morfológicos. Durante el ciclo replicativo, los virus
utilizan diversas estructuras del citoesqueleto, como microtú-
bulos y motores moleculares proteicos (dineína, kinesina}, para
39 _ __

V IROLOGIA CLINICA
movilizarse dentro de la célula. Algunas proteínas virales y ce-
lulares inducidas durante la infección pueden actuar sobre el
citoesqueleto celular modificando diversas estructuras. Debido
a su alteración, la célula se torna redonda, como ocurre con
infecciones por enterovirus, virus herpes simplex y adenovirus.
Las células que poseen cilios, como las del tracto respiratorio,
pierden su funcionalidad ciliar durante la infección por virus in-
fluenza.
Lisis o muerte celular. La destrucción celular se debe fun-
damentalmente a la inhibición o detención de la síntesis de
macromoléculas celulares, inducida por algunas proteínas
virales, fenómeno que sería ventajoso para la síntesis de ácido
nucleico y de proteínas virales. En ocasiones la inhibición es
característica, como en infecciones por virus polio o herpes
simplex, donde la inhibición selectiva de proteínas celulares es
anterior a la máxima síntesis de proteínas virales. En otros ca-
sos, ciertos productos virales, como las proteínas del pentón
de adenovirus, inhiben la síntesis de proteínas y ácido nucleico
de la célula hospedera. En infecciones por virus influenza y
herpes simplex, el ARNm celular no se une a ribosomas pa-
ra formar poliribosomas y sólo se produce la asociación del
ARNm viral, lo que conduce a la degradación del ARNm celu-
lar. Durante la fase tardía del ciclo replicativo de algunos virus
(adenovirus y virus polio), la acumulación de grandes cantida-
des de proteínas capsulares inhibe los procesos de biosíntesis
de macromoléculas, tanto virales como celulares, ocasionando
la lisis y liberación de gran cantidad de viriones y componentes
virales (ácidos nucleicos y proteínas) (Figura 4-1 a).
a.
.d. e.
Expresión de proteínas y antígenos. Durante la infección
viral, en la célula aparecen y desaparecen proteínas tanto ce-
lulares como virales. En la infección por virus con envoltura o
manto, las proteínas del manto surgen en la superficie de la
célula infectada. Por ejemplo, en la infección por virus influenza
aparece una hemaglutinina que puede adsorber glóbulos rojos
de distintas especies (hemadsorción). También es posible de-
tectar proteínas superficiales o internas propias del proceso de
replicación mediante anticuerpos específicos, considerando
que son antígenos virales. Muchas técnicas de inmunodiag-
nóstico (inmunofluorescencia, ELISA y otras) aprovechan este
fenómeno (Figura 4-1 b) (Capítulo 8: Diagnóstico vira~. Ciertos
adenovirus y virus papiloma inhiben la expresión de proteínas
celulares, como las glicoproteínas de los antígenos mayores de
histocompatibilidad (MHC), que se encuentran en la membra-
na citoplasmática.
Fusión celular. En la mayoría de los casos, la entrada de vi-
rus con manto a la célula requiere de la fusión entre la envoltura
viral y la membrana celular (Capítulo 3: Replicación vira~. Las
proteínas que estos virus poseen en su manto tienen la pro-
piedad de fusionar membranas celulares, como es el caso de
gp41 en VIH, hemaglutinina en influenza o proteína F en VRS,
lo cual facilita la entrada del virus a la célula.
Al ingresar a la célula, el virus deja estas proteínas en la
membrana citoplasmática; durante la replicación también se
produce síntesis, migración y anclaje de ellas en la membrana
.celular. La presencia de estas proteínas en la superficie de las
c.
f.
Figura 4.1 . Efectos citopáticos observables al microscopio de luz.a. Efecto de adenovirus en cultivo celular HEp-2, en que el redondeamiento y la lisis de las células
da un aspecto de "tejidos a palillo". b. lnmunofluorescencia perinuclear por VRS en células HEp-2, que muestra fluorescencia en citoplasma (400 x). c. Efecto citopático de
VRS, con formación de sincicios, en cultivo celular de HEp-2 (400 x). d. Célula gigante multinucleada con inclusiones intranucleares en infección por herpes simplex (400
x). e. Coilocitos, que corresponden acélulas del epitelio del cuello uterino con un gran halo perinuclear yaveces binucleación.f Efecto citopático por CMV demostrado
por inmunofluorescencia.
--·40

células infectadas, permite la formación de sincicios o polica-
riocitos (poli= muchos, karyon =núcleos), que corresponden
a una gran masa citoplasmática que contiene muchos núcleos
producidos por la fusión entre células infectadas con adyacen-
tes no infectadas. Son ejemplos típicos los ECP observados
en infecciones por VRS, sarampión, virus parainfluenza, VIH,
entre otros (Figura 4-1 e). Este mecanismo de fusión celular
constituye un eficiente mecanismo de diseminación viral desde
células infectadas a no infectadas.
Cuerpos de inclusión. Pueden tener muchos orígenes y
significados. Durante la multiplicación viral pueden producirse
estas estructuras específicas, que a veces muestran afinidad
por colorantes ácidos como eosina; que pueden observarse en
el núcleo (virus herpes), en el citoplasma (virus pox) o en am-
bos compartimentos (virus sarampión). En muchas infecciones
virales, los cuerpos de inclusión corresponden al sitio de mul-
tiplicación viral. En algunas infecciones (poxvirus, reovirus), los
cuerpos de inclusión consisten en acúmulos de virus durante
el proceso replicativo. En algunos virus herpes (HSV y VN),
el virus se multiplica en una etapa temprana de la infección y
el cuerpo de inclusión intranuclear corresponde a un producto
residual de la multiplicación viral. En la rabia, las inclusiones
citoplásmicas de las neuronas -corpúsculos de Negri- son
patognomónicas. En resumen, la localización y organización
del cuerpo de inclusión, guarda relación con el tipo de virus que
la produce y puede ser de utilidad para el diagnóstico histopa-
tológico, en célulasexfoliadas y en cortes de tejido.
Alteraciones cromosómicas. La infección de algunos tipos
virales como el virus herpes simplex, puede provocar cam-
bios nucleares que conducen a la ruptura, fragmentación, re-
ordenamiento y/o alteración del número de cromosomas. Sin
embargo, en otros casos las alteraciones nucleares o cromo-
sómicas pueden ser tan sutiles que no se detectan sino por
métodos moleculares, como ocurre en la integración de los
genomas virales al genoma celular durante la transformación
por ciertos virus oncogénicos, en que la célula permanece via-
ble, pero con algunas de sus propiedades alteradas.
Proliferación celular. Ciertos virus inducen la síntesis de
ADN celular y determinan que las células infectadas proliferen
antes de provocar su destrucción. Este hecho es fácilmente
observable en las infecciones por virus papiloma, responsa-
bles de las verrugas, las cuales corresponden a procesos hi-
perplásicos. En este caso, la proteína viral E6 se une y degrada
la proteína de control de proliferación celular p53, impidiendo
que detenga la replicación.
Transformación celular. Ciertos virus ADN (HPV, HBV, po-
lioma, etc.) y ARN (retrovirus) pueden integrar su genoma en
el genoma celular, generando células transformadas que se
comportan in vitro en forma semejante a las células tumorales.
Estos virus, llamados oncogénicos, pueden transformar una
célula normal en una tumoral (Capítulo 6: Virus y cáncer).
Mecanismos de lesión celular
El daño en las células infectadas, que afecta a tejidos y órga-
nos, es uno de los elementos esenciales y determinantes en
la patogenia. Este daño puede ser por lesión directa por la
acción de los virus o por lesión indirecta, debido a la acción
de mecanismos derivados de la respuesta inmune.
CAPÍTULO 4- P ATOGENIA VIRAL
El reconocimiento de las alteraciones celulares como la
expresión de antígenos en la superficie celular, permite a las
células del sistema inmune -especialmente a los linfocitos T
citotóxicos y a los anticuerpos específicos, en conjunto con el
complemento- destruir a las células infectadas por virus. Es-
te mecanismo se denomina también de tipo inmunoalérgico.
Ambos mecanismos pueden activar genes que controlan la
muerte celular programada o apoptosis.
La apoptosis es un proceso altamente regulado que per-
mite que·la célula se autodegrade para que el organismo elimi-
ne aquellas no deseadas o disfuncionales. En la primera etapa
del proceso, la célula recibe el estímulo que la conduce a la
muerte por dos vías: extrínseca, que dirige hacia la apoptosis
la estimulación de receptores de transmembrana (receptores
Fas-FADO y TNF-tradd/raidd) localizados en la membrana ce-
lular, o intrínseca, mediante la liberación de factores mitocon-
driales debido a daño del ADN, estrés celular, quimioterapia,
radiación UV u otros estímulos. En la etapa de ejecución se
activa un complejo de cisteíno-aspártico proteasas (caspasas)
y las células degradan secuencialmente su propia estructura,
evitando "silenciosamente" que el contenido celular salga al
extracelular y provoque inflamación. Los signos apoptóticos
incluyen frag_mentación del ADN, condensación de la croma-
tina, ondulaciones de la superficie celular, contracción de la
célula y finalmente fragmentación de ésta en cuerpos apoptó-
ticos, que en la etapa de eliminación son reconocidos y fago-
citados por macrófagos.
En las infecciones virales, la apoptosis podría ser usada como
un mecanismo de defensa de la célula contra el virus, de ma-
nera que el suicidio de las células infectadas limite la infección.
Por el contrario, diversos virus (adenovirus, HSV, papilomavirus
y oncogénicos) codifican proteínas inhibidoras específicas que
bloquean la apoptosis de la célula hospedera para maximizar
la progenie viral o facilitar la infección persistente. Es decir, se
han descrito productos virales que pueden bloquear o inducir
apoptosis de las células infectadas (Figura 4-2).
PATOGENIA A NIVEL DEL INDIVIDUO
Etapas de la infección viral
A continuación se describe la patogenia de una infección viral a
nivel del individuo en etapas sucesivas (Tabla 4-2).
Fuentes de contagio. Los reservarías de virus que afec-
tan al hombre, tanto en los casos clínicos como subclínicos,
son generalmente seres humanos. No se acepta el concep-
to de flora normal viral, como se entiende para bacterias; sin
embargo, puede haber infecciones asintomáticas agudas o
persistentes que sean fuente de contagio. Aunque los casos
sintomáticos eliminan mayor cantidad de virus en sus diver-
sos fómites, muchas veces están recluidos en casa, de modo
que el contagio se circunscribe al ambiente que los rodea. Por
el contrario, los casos leves o subclínicos excretan virus en
menor concentración, pero como los pacientes prosiguen con
sus actividades normales, contagian a muchos individuos sus-
ceptibles. Esto explica la dificultad para controlar la difusión de
las virosis respiratorias.
Las infecciones virales a partir de animales son comparati-
vamente poco frecuentes (Ej.: rabia, arbovirus).
41

V iROLOGfA CLfNICA
A.
B.
Apoptosis activada
por vía intrínseca o
extrínseca
Contracción de la célula
Condensación de la
cromatina
··08. ~ 1
o • . ~
. ' · ~ . 0-·
0
,"- Apoptosis J Colapso
J nuclear
Lisis de
los cuerpos
apoptóticos
Célula normal
o . •
'o .
(;)
G(S) CD
~ G) Formación de cuerpos
apoptóticos
Apoptosis se inicia Macrófagos
Figura 4-2. Mecanismos de apoptosis celular. A. Diversos factores pueden desencadenar la apoptosis, estimulando por vías extrínsecas o intrínsecas la cascada de
caspasas que determinan los cambios bioquímicos ymorfológicos específicos. B. La célulava experimentando cambios morfológicos yfinalmente es fagocitada, sin que
exista inflamación por liberación de su contenido al espacio extracelular.
Respecto de la sobrevida del virus en el medio ambiente, el
manto viral lipoproteico le confiere mayor labilidad, de modo
que los virus desnudos resisten mejor las condiciones ambien-
tales adversas.
Mecanismos de contagio. Se clasifican en directos o indi-
rectos según la forma en que se transmiten desde la fuente al
individuo expuesto.
Directos. La transferencia del agente desde la fuente de
contagio a la puerta de entrada del susceptible, que es directa
e inmediata, puede ocurrir con y sin contacto físico. Cuando
ocurre con contacto físico (beso, contacto de piel o sexual)
se favorecen por alteraciones en las barreras mecánicas re-
presentadas por la piel y las mucosas, que actúan de puerta
de entrada; algunas requieren de un contacto relativamente
estrecho, como las enfermedades de transmisión sexual, las
verrugas, etc. La mordedura de un animal con rabia puede
considerarse también de este tipo, así como la transmisión de
la embarazada al producto vía transplacentaria, durante el par-
to o por la lactancia.
Tabla 4-2.Etapas de la patogenia en infecciones virales y hechos destacables de cada una de ellas
Tipo de virus
-----------------------Fuente
Vía de transmisión
Vertical
Horizontal directa
indirecta
Puerta de er<trada
Incubación
Diseminación
Órganos blanco
Excreción viral
--42
Resistencia alambiente, virulencia, variabilidad
Humana, animal
Placentaria, parto, lactancia natural
Persona a persona: respiratoria, sexual
Vehículos: agua, alimentos; aire; manos, ropa, muebles; jeringas; productos biológicos (sangre, órganos, etc.)
Vectores: insectos, ratones, perros, etc.
Respiratoria, digestiva, sexual, piel, placenta, parenteral
De horas a años
Local, hematógena, linfática, neural
Aparatos respiratorio, digestivo, genital; sistema nervioso, piel, feto, otros
Secreciones respiratorias, digestivas, genitales; piel

Las virosis que se contagian sin contacto físico lo hacen
a través de las secreciones eliminadas por los individuos in-
fectados, cuyo ejemplo más ilustrativo es el aerosol de par-
tículas mayores de 5 ~m (gotitas de Pflügger) que se emiten
al hablar, estornudar o toser. Este mecanismo, que es muy
efectivo, se observa en la mayoría de los virus exantemáticos
y respiratorios.
Indirectos. El mecanismo indirecto implica la acción inter-
mediaria de un elemento inerte (vehículo) o vivo (vector) en el
contagio.
El agua y los alimentos como vehículos de transmisión de
infecciones entéricas son eficientes si los agentes están es-
tructuralmente condicionados para permanecer viables en el
medio ambiente (Ej.: virus desnudos como enterovirus, rota-
virus). En el contagio fecal-oral se describe un ciclo corto
(deposiciones del infectado - manos - alimento), y uno largo
(deposiciones del infectado- agua de alcantarillado- verduras
o mariscos- consumo de alimentos). Los virus con manto re-
sisten poco tiempo en el ambiente, pero pueden ser fuente de
contagio en vehículos como ropa, muebles, juguetes, manos
"no lavadas" y otros, especialmente en virosis respiratorias, en
las que quedan secrecion es en el ambiente donde los virus
pueden mantenerse viables por algunas horas. El aire es un ve-
hículo que transporta virus contenidos en gotas menores de 5
~m. que conforman aerosoles y pueden transmitirse a distan-
cia, incluso a través del aire acondicionado. Igualmente, debe
clasificarse como "por vehículos" a la "transmisión parenteral"
que ocurre con productos biológicos (sangre transfundida y ór-
ganos trasplantados) y los medios con que se realizan Ueringas
y material quirúrgico).
Los vectores son mecánicos si el agente se transmite en
forma pasiva en las patas o probóscide de un insecto (Ej.:
moscas en infecciones entéricas), y biológicos si el agente se
multiplica y desarrolla parte del ciclo reproductivo en ellos (Ej.:
zancudos en dengue y fiebre amarilla).
Puertas de entrada. Los virus pueden ingresar al hospedero
por una o varias puertas de entrada, siempre que las células
de esos sitios tengan receptores para ellos. Las puertas de
entrada naturales son la piel, las mucosas y la transplacenta-
ria. Sin embargo, como ellas también representan barreras de-
fensivas contra las infecciones, algunas deben estar alteradas
Puerta de entrada Mecanismo de contagio
Piel alterada Contacto directo
Piel sana Mordedura animal
Piel sana Picadura insectos
Piel sana Agujas contaminadas
Mucosa respiratoria Aerosol yfómites en ambiente
Mucosa digestiva Fecal-oral
Mucosa conjuntiva! Contacto directo aéreo
Mucosa genital Contacto directo
Placenta Transmisión vertical
CAPITULO 4 - PATOGENIA VIRAL
para actuar como sitios de ingreso. La piel, por ejemplo, debe
estar lesionada para permitir el ingreso de una infección viral.
La mucosa respiratoria tiene cilios, secreciones y enzimas que
dificultan el ingreso de virus; la acidez gástrica es una barrera
para los virus que ingresan por vía digestiva. Algunas mucosas
intactas permiten la adsorción viral a las células epiteliales (res-
piratoria, conjuntivas), mientras que otras requieren de lesiones
que favorezcan la penetración viral (sexuales) (Capítulo 5: Me-
canismos de defensa antivira~.
El mecanismo parenteral es una vía artificial que implica
transmisión através de jeringas, transfusiones o trasplantes de
órganos contaminados con virus.
Las principales puertas de entrada, que implican diferentes
mecanismos de contagio y pueden ser comunes a muchos
virus, se muestran en la Tabla 4-3.
Diseminación en el organismo. Dependiendo del modelo
de infección viral, el virus puede permanecer en la puerta de
entrada o diseminarse a territorios distantes. El hecho definito-
rio de la infección localizada es que el virus permanezca en el
sitio de entrada, o se disemine localmente por vecindad, como
ocurre en las infecciones respiratorias, algunas digestivas o de
la piel. Si bien puede haber escape por vía sanguínea o linfáti-
ca a otros tejidos más distantes, ello no representa una etapa
indispensable en la generación de la infección. La capacidad
de diseminación depende fundamentalmente del virus y de su
tropismo, pero alteraciones de la respuesta inmune pueden
favorecer una infección generalizada (Ej.: herpes zóster gene-
ralizado), lo que debe tenerse en cuenta dada la creciente po-
blación de individuos inmunosuprimidos.
Algunas infecciones se diseminan desde la puerta de en-
trada por vía linfática, neural o sanguínea, siendo esta última
la más frecuente. En estas, se requiere de multiplicación viral
en la puerta de entrada (mucosa y ganglios linfáticos regiona-
les), paso a la sangre (viremia primaria) para llegar al sistema
reticuloendotelial (hígado, bazo, médula ósea), donde se mul-
tiplica más activamente; luego ocurre una segunda viremia, de
mayor magnitud, que lleva al virus hasta los órganos blanco
(piel, sistema nervioso, corazón, etc.), sitio en que se originará
la manifestación característica de la infección viral. El período
de incubación es consecuentemente más largo, de entre dos y
tres semanas (Figura 4-3).
Ejemplos de virus
Herpes simplex, verruga
Rabia
Dengue, fiebre amarilla
HBV, HCV, VIH
Influenza, rinovirus, VRS
Rotavirus, enterovirus
Adenovirus, HSV
VIH, HBV, papiloma
CMV, rubéola, HBV
Vfa parenteral Inyecciones, transfusiones,cirugías, trasplantes VIH, HBV, HCV, CMV
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