Formación de placas

Debemos hacer notar que los fagos y los virus son unidades haploides que contienen una sola copia de la información genética. Su multiplicación es rápida, lo que permite emplearlos con amplitud en la resolución de algunos aspectos de la genética y de problemas fundamentales de la biología molecular. La técnica para los experimentos de formación de placas es muy simple:

Se prepara un medio de cultivo en agar sobre cajas de Petri y se inocula con una suspensión diluida de bacteriófago T4 mesclado con un cultivo de Escherichia coli. En poco tiempo aparecen zonas claras o placas, dentro del cultivo, que representan las zonas de bacterias lisadas por generaciones sucesivas de fagos.

Si la solución original estaba suficientemente diluida, cada placa proviene de la multiplicación de un solo fago. La forma y el tamaño de la placa son peculiares del tipo de fago utilizado, y sirven para diferenciarlo de sus mutantes y de otros tipos de fagos. El área o placa formada en el término de algunas horas corresponde a unos 10 millones de fagos originados a partir de una partícula infectiva.

Lisogénesis y fagos atenuados

Los fagos de la serie T, al multiplicarse destruyen la bacteria hospedera en un periodo aproximado de 20 min. después de haber inyectado su ácido nucleico. Existe otro grupo de fagos, que se definen como atenuados, entre los que están incluidos el fago lambda que parasita a Escherichia coli y a las Shigellas. Al infectar un cultivo con Escherichia coli con el virus lambda, no todas las bacterias son lisadas inmediatamente, sino que una gran población de éstas permanece inalterada. Con el ADN del fago en su interior incorporado al cromosoma bacteriano se constituye un nuevo elemento genético conocido como profago, que se duplica simultáneamente con el cromosoma de la bacteria.

Los cultivos que llevan el profago son cultivos lisógenos que presentan ciertas peculiaridades:

La célula es resistente a la infección por fagos de la misma especie y algunas veces resiste la infección de fagos de otras especies.

Virus y cáncer

Hay diversas y distintas hipótesis sobre el posible origen del cáncer, por considerar que actualmente ya hay pruebas de que los virus son agentes causales en algunos tipos de cáncer.

Actualmente ya hay pruebas de que los agentes causales en algunos tipos de cáncer.

1. Virus del sarcoma de Rous (de las aves).
2. Virus del papiloma (humanos).
3. Virus del polioma (de los roedores).
4. Virus SV40 (de los simios).
5. Virus de Epstein-Barr (de los humanos).

Virus de sarcoma de Rous (en las aves).

El sarcoma es producido por un mixovirus formado de ARN en una sola cadena rodeada por subunidades proteínicas a la manera del virus del mosaico del tabaco. Este virus infecta a las aves domésticas invadiendo sus células y especialmente los núcleos. Cuando con una partícula del virus se infecta experimentalmente una célula de pollo cultivada se la convierte en célula cancerosa. La única manera de recuperar in vitro partículas de virus a partir de células cancerosas es provocar una sobre infección con algún virus relacionado con el del sarcoma de Rous.

Virus del papiloma (humano)

Los virus del papiloma, del polioma y el de los simios (SV40) pertenecen al grupo de los virus del ADN denominados papovavirus y fueron nombrados así porque existen tres prototipos: papiloma, polioma y virus vacuolante (SV40). El primer virus del papiloma fue descubierto en conejos por Shope, quien pudo producir verrugas en la piel tanto de conejos silvestres como domésticos. Esto se demostró al inocular extractos obtenidos a partir de verrugas presentes en conejos silvestres vulgarmente conocidos como “cola de algodón”. Los viriones del papiloma son estructuralmente parecidos a los viriones del virus del polioma, pero son de mayor tamaño y contienen también un ADN de doble banda circular. Los virus del papiloma pueden infectar a varias especies animales produciendo “verrugas benignas”, llamados papilomas, y probablemente producen tumores malignos, como es el caso del carcinoma cervical en los humanos.

Se conocen alrededor de 50 tipos de virus humanos y cuando menos seis virus para los bovinos. Los tipos de virus se basan en la homología del ADN, pero no en la serología. Los genomas de varios tipos tienen la misma organización general, pero difieren considerablemente en su longitud, en las secuencias de ADN y en las enfermedades que producen.

Existen varias clases de tumores humanos asociados con los diferentes tipos de virus del papiloma humano (HPV). Estos incluyen diferentes formas de verrugas, lesiones premalignas y cánceres malignos de varios orígenes, los cuales tienen secuencias de ADN viral en sus células.

Virus del polioma (en roedores).

El virus del polioma se multiplica en las células de algunos roedores como el ratón y la rata. Presenta una forma esférica y tiene un peso molecular de 25 000 000. Como todos los virus esféricos, posee una cubierta proteínica constituida en este caso por 72 subunidades. Una vez dentro de la célula, el virus puede multiplicarse en el interior del núcleo formando un gran número de unidades que finalmente producen la muerte celular por lisis, liberándose una afinidad de partículas virales. En algunos casos, el virus no se multiplica después de invadir la célula, pero su permanencia en el interior de ésta determina su transformación en cancerosa. Los fagos no se pueden localizar en el interior de la célula bacteriana, pues están a manera de profagos o fagos atenuados.

Virus SV40 (en los simios).

Este virus es una partícula esférica de 450 Å de diámetro que se multiplica normalmente en los simios y es uno de los virus de ADN más pequeñas que se conocen. La cubierta consiste en 420 cadenas polpeptídicas. El virus se clasificó, con base en su estructura, como perteneciente al grupo de los virus herpes. Se han encontrado muchos ejemplos de que los virus pueden causar tumores y esto ha sido demostrado en animales como el ratón, la rana, el conejo, el cuyo, la vaca, el perro, el gato e inclusive en algunos primates. El virus de Epstein-Barr es semejante a otros tipos de virus del herpes en que puede permanecer latente o reprimido en células linfoides que se dividen, sin inducir la producción de nuevos virus y la muerte de la célula hospedera. En el caso del hombre, la secuencia de los eventos posteriores a la infección con el virus de Epstein –Barr no es muy clara, ya que el periodo de incubación entre la expocisión al virus y la presencia de síntomas clínicos de mononucleosis toma entre 30 a 50 días.

En lo que se refiere a la relación causal entre este virus (virus Epstein-Barr) y el linfoma de Burkitt, las pruebas en que se basa esta aseveración son las siguientes:

• Detección del ADN viral o de los antígenos virales en el tumor.
• Transformación de los linfocitos B en cultivo, por el virus.
• Inducción de linfomas por el virus, en primates no humanos.
• Presencia de elevados títulos de anticuerpos contra el virus en pacientes con linfoma, en comparación con los títulos en una población control.
• Correlación entre los patrones de anticuerpos y la prognosis del tumor.

Estos cinco criterios dan apoyo considerable para la relación causal entre el virus de Epstein-Barr y el linfoma de Burkitt, pero permanecen todavía muchas preguntas sin contestar.

En resumen, el virus de Epstein –Barr es uno de los virus humanos más ampliamente diseminados. Es la causa de la mononucleosis infecciosa. Todas las pruebas indican que está involucrado en el origen del linfoma de Burkitt del carcinoma nasofaríngeo. Es poco probable que el virus de Epstein-Barr se halle en forma causal en este tipo de tumores, por lo que si no es el factor primario , es cuando menos uno de los importantes.

Mecanismos de defensa antiviral.

Los mecanismos de defensa de un organismo contra las infecciones virales están constituidos por la inmunidad inespecífica y específica.

Por ejemplo:

• La piel no puede ser penetrada por los virus, solo cuando está lastimada o a través de un vector.
• Las mucosas forman también una barrera de defensa contra muchos virus.

En el aparato respiratorio se encuentran los cilios y los macrófagos, ambos elementos importantes en la eliminación de agentes infecciosos. Entre los elementos inespecíficos contamos con:

• Células fagocíticas.
• Células asesinas naturales NK.
• Citoquinas.
• Componentes fluidos del cuerpo.
• Células fagocíticas:

Destruyen virus.

• Células NK:

Reconocen las células del huésped infectadas y las destryen, acabando también con los virus que las infectan.

• Componentes de los fluidos orgánicos:

Estos son componentes del huésped que neutralizan la infectividad de los virus.

En las infecciones virales, los macrófagos participan en la generación del proceso inflamatorio del sitio afectado. Los macrófagos mantienen la inflamación local y participan en la destrucción de viriones. Los linfocitos NK o asesinos naturales presentan actividad temprana y prominente en la respuesta inmune contra muchos virus. El linfocito NK es activado con el reconocimiento del antígeno y rápidamente libera citoquinas presintetizadas que contiene en vesículas secretoras.

Entre estas destacan:

• Interferón gamma
• Factor de necrosis tumoral.

Mecanismos inmunes inespecíficos.

Pueden ser activados para destruir células infectadas con virus, mediante la participación de linfocitos NK. Esto activa el flujo de sangre, aumenta la permeabilidad capilar en el sitio de infección, se efectúa una liberación aumentada de proteínas del suero de alto peso molecular y de células inmunes adicionales que hacen sus propias contribuciones como citoquinas. En una concentración suficiente, las interleucinas y otras substancias generan una respuesta activa de fase aguda.

Quimioterapia antiviral.

Los virus son parásitos intracelulares obligados, en consecuencia los antivirales deben inhibir selectivamente las funciones virales sin dañar al huésped. Una limitación es que se presentan muchas rondas de duplicación de virus durante el periodo de incubación y el virus se ha difundido antes de que aparezcan los síntomas, de modo que un fármaco se vuelve relativamente ineficaz. Los fármacos antivirales activos son necesarios contra virus para los cuales no se disponen de vacunas o éstas no son muy eficaces. Los antivirales pueden ser utilizados para el tratamiento de infecciones establecidas en las que las vacunas serían ineficaces.

Interferones.

Los interferones (IFN) son proteínas codificadas del huésped que son miembros de la gran familia citocinas y que inhiben la duplicación viral. El interferon fue la primera citcina en ser reconocida. Los interferones son de importancia central en la respuesta inmunitaria antiviral.

Vacunas virales.

El propósito de las vacunas virales es utilizar la respuesta inmunitaria del huésped para evitar una enfermedad viral. Varias vacunas han demostrado notable eficacia para reducir la incidencia anual de enfermedades virales. La vacunación es el método más adecuado, en relación costo-eficacia, para prevenir infecciones virales graves.

Vacunas de virus muertos.

Las vacunas inactivas se elaboran purificando las preparaciones virales hasta un cierto grado e inectivando la infectividad del virus de una manera que se produzca daño mínimo a las proteínas estructurales virales. Para algunas enfermedades, las vacunas de virus muertos son las únicas disponibles en la actualidad.

Vacunas con virus vivo atenuado.

Las vacunas con virus vivo utilizan virus mutantes que se superponen antigénicamente con el virus de tipo nativo, pero que están restringidos en algún paso de la patogénesis de la enfermedad.

Revisión de las infecciones respiratorias virales agudas.

Muchos tipos de virus penetran al cuerpo humano a través de las vías respiratorias. Este es el medio de entrada más frecuente del virus al huésped. La infección se desarrolla a pesar de los mecanismos protectores normales del huésped, que incluyen el moco que cubre la mayor parte de las superficies. Muchas infecciones permanecen localizadas en las vías respiratorias, aunque algunos virus producen síntomas de enfermedad luego de la diseminación sistemática. Los síntomas de enfermedad dependen de si la infección se concentra en vías respiratorias superiores e inferiores. La gravedad de la infección respiratoria puede variar desde leve hasta muy grave.

La enfermedad más grave se observa en lactantes infectados con ciertos paramixovirus, y en ancianos o adultos enfermos crónicamente infectados con virus de la influenza.

Revisión de infecciones virales del aparato gastrointestinal.

Muchos virus inician la infección a través de las vías digestivas. Pocos agentes, como el virus del herpes simple y el virus de Epstein –Barr, pueden infectar las células bucales. En el intestino, los virus se exponen a elementos agresivos que participan en la digestión de los alimentos. Todos los virus capaces de iniciar la infección por esta ruta son resistentes a ácidos y sales biliares. Algunos virus que producen infecciones entéricas utilizan proteasas del huésped para facilitar la infección. La digestión proteólica altera la cápside viral mediante la escisión de una proteína de la superficie del virus, que favorece a la adhesión del virus o la fusión con la membrana.