Virus de Epstein Barr
El virus de Epstein-Barr (EBV), formalmente llamado herpesvirus gamma humano 4, es uno de los nueve tipos conocidos de herpesvirus humano en la familia del herpes, y es uno de los virus más comunes en humanos. El EBV es un virus de ADN de doble cadena.
El virus causa mononucleosis infecciosa ("mono" o "fiebre glandular"). También se asocia con varias enfermedades linfoproliferativas asociadas al virus de Epstein-Barr no malignas, premalignas y malignas, como el linfoma de Burkitt, la linfohistiocitosis hemofagocítica y el linfoma de Hodgkin; tumores malignos no linfoides tales como cáncer gástrico y carcinoma nasofaríngeo; y condiciones asociadas con el virus de inmunodeficiencia humana tales como leucoplasia vellosa y linfomas del sistema nervioso central. El virus también está asociado con los trastornos infantiles del síndrome de Alicia en el país de las maravillas y la ataxia cerebelosa aguda y, según algunas pruebas, un mayor riesgo de desarrollar ciertas enfermedades autoinmunes, especialmente dermatomiositis, lupus eritematoso sistémico, artritis reumatoide y síndrome de Sjögren. Se cree que alrededor de 200 000 casos de cáncer por año en todo el mundo son atribuibles al EBV. En 2022, un gran estudio (población de 10 millones durante 20 años) sugirió que el EBV era la causa principal de la esclerosis múltiple, con una infección reciente por EBV que aumentó 32 veces el riesgo de desarrollar esclerosis múltiple.
La infección por EBV ocurre por la transferencia oral de saliva y secreciones genitales. La mayoría de las personas se infectan con EBV y adquieren inmunidad adaptativa. En los Estados Unidos, aproximadamente la mitad de todos los niños de cinco años y aproximadamente el 90 % de los adultos tienen evidencia de infección previa. Los bebés se vuelven susceptibles al EBV tan pronto como desaparece la protección de los anticuerpos maternos. Muchos niños se infectan con EBV, y estas infecciones por lo general no causan síntomas o son indistinguibles de otras enfermedades leves y breves de la infancia. En los Estados Unidos y otros países desarrollados, muchas personas no se infectan con EBV en sus años de infancia. Cuando la infección por EBV ocurre durante la adolescencia o la adultez temprana, causa mononucleosis infecciosa del 35 al 50% de las veces.
EBV infecta las células B del sistema inmunitario y las células epiteliales. Una vez que se controla la infección lítica inicial de EBV, la latencia de EBV persiste en las células B de memoria del individuo por el resto de su vida.
Virología
Estructura y genoma
El virus tiene entre 122 y 180 nm de diámetro y está compuesto por una doble hélice de ácido desoxirribonucleico (ADN) que contiene alrededor de 172 000 pares de bases que codifican 85 genes. El ADN está rodeado por una nucleocápside de proteína, que está rodeada por un tegumento hecho de proteína, que a su vez está rodeado por una envoltura que contiene lípidos y proyecciones superficiales de glicoproteínas, que son esenciales para la infección de la célula huésped. En julio de 2020, un equipo de investigadores informó el primer modelo atómico completo de la nucleocápside del virus. Este "primer modelo atómico completo [incluye] la cápside icosaédrica, el complejo tegumentario asociado a la cápside (CATC) y el portal dodecamérico, el aparato de translocación del genoma viral."
Tropismo
El término tropismo viral se refiere a los tipos de células que infecta el EBV. El EBV puede infectar diferentes tipos de células, incluidas las células B y las células epiteliales.
Los complejos glicoproteicos virales de tres partes de gHgL gp42 median la fusión de la membrana de las células B; aunque los complejos de dos partes de gHgL median la fusión de la membrana de la célula epitelial. El EBV que se produce en las células B tiene un bajo número de complejos gHgLgp42, porque estos complejos de tres partes interactúan con las moléculas de clase II de antígeno leucocitario humano presentes en las células B en el retículo endoplásmico y se degradan. Por el contrario, el EBV de las células epiteliales es rico en complejos de tres partes porque estas células normalmente no contienen moléculas HLA de clase II. Como consecuencia, el EBV producido a partir de células B es más infeccioso para las células epiteliales, y el EBV producido a partir de células epiteliales es más infeccioso para las células B. Los virus que carecen de la porción gp42 pueden unirse a las células B humanas, pero no pueden infectar.
Ciclo de replicación
Entrada a la celda
EBV puede infectar tanto a las células B como a las células epiteliales. Los mecanismos para entrar en estas dos células son diferentes.
Para ingresar a las células B, la glicoproteína viral gp350 se une al receptor celular CD21 (también conocido como CR2). Luego, la glicoproteína viral gp42 interactúa con las moléculas del MHC de clase II celular. Esto desencadena la fusión de la envoltura viral con la membrana celular, lo que permite que el EBV ingrese a la célula B. El CD35 humano, también conocido como receptor de complemento 1 (CR1), es un factor de unión adicional para gp350/220 y puede proporcionar una ruta para la entrada de EBV en células negativas para CD21, incluidas las células B inmaduras. La infección por EBV regula a la baja la expresión de CD35.
Para ingresar a las células epiteliales, la proteína viral BMRF-2 interactúa con las integrinas β1 celulares. Luego, la proteína viral gH/gL interactúa con las integrinas celulares αvβ6/αvβ8. Esto desencadena la fusión de la envoltura viral con la membrana de la célula epitelial, lo que permite que el EBV entre en la célula epitelial. A diferencia de la entrada de las células B, la entrada de las células epiteliales en realidad se ve obstaculizada por la glicoproteína viral gp42.
Una vez que el EBV ingresa a la célula, la cápside viral se disuelve y el genoma viral se transporta al núcleo celular.
Replicación lítica
El ciclo lítico, o infección productiva, da como resultado la producción de viriones infecciosos. El EBV puede experimentar replicación lítica tanto en células B como en células epiteliales. En las células B, la replicación lítica normalmente solo tiene lugar después de la reactivación de la latencia. En las células epiteliales, la replicación lítica a menudo sigue directamente a la entrada viral.
Para que ocurra la replicación lítica, el genoma viral debe ser lineal. El genoma latente del EBV es circular, por lo que debe linealizarse en el proceso de reactivación lítica. Durante la replicación lítica, la ADN polimerasa viral es responsable de copiar el genoma viral. Esto contrasta con la latencia, en la que la ADN polimerasa de la célula huésped copia el genoma viral.
Los productos del gen lítico se producen en tres etapas consecutivas: inmediata, temprana, temprana y tardía. Los productos de genes líticos inmediatos y tempranos actúan como transactivadores, mejorando la expresión de genes líticos posteriores. Los productos de genes líticos inmediatos-tempranos incluyen BZLF1 (también conocido como Zta, EB1, asociado con su gen de producto ZEBRA) y BRLF1 (asociado con su gen de producto Rta). Los primeros productos de genes líticos tienen muchas más funciones, como la replicación, el metabolismo y el bloqueo del procesamiento de antígenos. Los primeros productos de genes líticos incluyen BNLF2. Finalmente, los productos de genes líticos tardíos tienden a ser proteínas con funciones estructurales, como VCA, que forma la cápside viral. Otros productos de genes líticos tardíos, como BCRF1, ayudan al EBV a evadir el sistema inmunitario.
El EGCG, un polifenol del té verde, ha demostrado en un estudio que inhibe la infección lítica espontánea por EBV en el ADN, la transcripción de genes y los niveles de proteína de una manera dependiente del tiempo y la dosis; la expresión de los genes líticos del EBVZta, Rta y el complejo antigénico temprano EA-D (inducido por Rta), sin embargo, el altamente estable EBNA-1 que se encuentra en todas las etapas de la infección por EBV no se ve afectado. Los inhibidores específicos (de las vías) sugieren que la vía Ras/MEK/MAPK contribuye a la infección lítica por EBV a través de la vía BZLF1 y PI3-K a través de BRLF1; esta última anula por completo la capacidad de un vector de adenovirus BRLF1 para inducir la forma lítica de la infección por EBV. Además, se está estudiando la activación de algunos genes, pero no de otros, para determinar cómo inducir la destrucción inmunitaria de las células B infectadas de forma latente mediante el uso de TPA o butirato de sodio.
Latencia
A diferencia de la replicación lítica, la latencia no da como resultado la producción de viriones. En cambio, el ADN circular del genoma de EBV reside en el núcleo celular como un episoma y es copiado por la ADN polimerasa celular. Persiste en las células B de memoria del individuo. Los cambios epigenéticos, como la metilación del ADN y los constituyentes de la cromatina celular, suprimen la mayoría de los genes virales en las células con infección latente. Solo se expresa una parte de los genes del EBV, lo que respalda el estado latente del virus. El EBV latente expresa sus genes en uno de tres patrones, conocidos como programas de latencia. El EBV puede persistir de forma latente dentro de las células B y las células epiteliales, pero son posibles diferentes programas de latencia en los dos tipos de células.
EBV puede exhibir uno de los tres programas de latencia: Latencia I, Latencia II o Latencia III. Cada programa de latencia conduce a la producción de un conjunto limitado y distinto de proteínas virales y ARN virales.
| Gene Express | EBNA-1 | EBNA-2 | EBNA-3A | EBNA-3B | EBNA-3C | EBNA-LP | LMP-1 | LMP-2A | LMP-2B | EBER |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Producto | Proteína | Proteína | Proteína | Proteína | Proteína | Proteína | Proteína | Proteína | Proteína | NcRNAs |
| Latency I | + | – | – | – | – | – | – | – | – | + |
| Latency II | + | – | – | – | – | + | + | + | + | + |
| Latency III | + | + | + | + | + | + | + | + | + | + |
Además, se postula un programa en el que se cierra toda la expresión de proteínas virales (Latencia 0).
Dentro de las células B, los tres programas de latencia son posibles. La latencia de EBV dentro de las células B generalmente progresa de Latencia III a Latencia II a Latencia I. Cada etapa de latencia influye de manera única en el comportamiento de las células B. Al infectar una célula B ingenua en reposo, el EBV entra en Latencia III. El conjunto de proteínas y ARN producidos en Latencia III transforma la célula B en un estallido proliferante (también conocido como activación de la célula B). Posteriormente, el virus restringe su expresión génica y entra en Latencia II. El conjunto más limitado de proteínas y ARN producido en Latencia II induce a la célula B a diferenciarse en una célula B de memoria. Finalmente, EBV restringe aún más la expresión génica y entra en Latencia I. La expresión de EBNA-1 permite que el genoma de EBV se replique cuando la célula B de memoria se divide.
Dentro de las células epiteliales, solo es posible la latencia II.
En la infección primaria, el EBV se replica en las células epiteliales orofaríngeas y establece infecciones de latencia III, II e I en los linfocitos B. La infección latente por EBV de los linfocitos B es necesaria para la persistencia del virus, la posterior replicación en las células epiteliales y la liberación del virus infeccioso en la saliva. Las infecciones de linfocitos B con latencia III y II por VEB, la infección con latencia II de células epiteliales orales y la infección con latencia II de linfocitos NK o T pueden provocar neoplasias malignas, caracterizadas por la presencia uniforme del genoma del VEB y la expresión génica.
Reactivación
El EBV latente en las células B se puede reactivar para cambiar a la replicación lítica. Se sabe que esto sucede in vivo, pero no se sabe con precisión qué lo desencadena. In vitro, el EBV latente en las células B se puede reactivar mediante la estimulación del receptor de células B, por lo que es probable que la reactivación in vivo tenga lugar después de que las células B con infección latente respondan a infecciones no relacionadas.
Transformación de linfocitos B
Cuando el EBV infecta a las células B in vitro, eventualmente emergen líneas de células linfoblastoides que son capaces de crecer indefinidamente. La transformación del crecimiento de estas líneas celulares es la consecuencia de la expresión de proteínas virales.
EBNA-2, EBNA-3C y LMP-1 son esenciales para la transformación, mientras que EBNA-LP y EBER no lo son.
Después de la infección natural con EBV, se cree que el virus ejecuta parte o todo su repertorio de programas de expresión génica para establecer una infección persistente. Dada la ausencia inicial de inmunidad del huésped, el ciclo lítico produce una gran cantidad de viriones para infectar otros (presuntamente) linfocitos B dentro del huésped.
Los programas latentes reprograman y alteran los linfocitos B infectados para que proliferen y lleven las células infectadas a los sitios en los que supuestamente persiste el virus. Eventualmente, cuando se desarrolla la inmunidad del huésped, el virus persiste apagando la mayoría (o posiblemente todos) de sus genes y solo ocasionalmente se reactiva y produce viriones de progenie. Eventualmente se logra un equilibrio entre la reactivación viral ocasional y la vigilancia inmunológica del huésped eliminando las células que activan la expresión génica viral. La manipulación de la epigenética del cuerpo humano por parte del EBV puede alterar el genoma de la célula para dejar fenotipos oncogénicos. Como resultado, la modificación por el EBV aumenta la probabilidad de que los huéspedes desarrollen cáncer relacionado con el EBV. Los cánceres relacionados con el EBV son únicos en el sentido de que con frecuencia producen cambios epigenéticos, pero es menos probable que muten.
El sitio de persistencia del EBV puede ser la médula ósea. Los pacientes con EBV positivo a los que se les reemplazó su propia médula ósea con médula ósea de un donante EBV negativo resultan ser EBV negativos después del trasplante.
Antígenos latentes
Todas las proteínas nucleares de EBV se producen mediante corte y empalme alternativo de un transcrito que comienza en los promotores Cp o Wp en el extremo izquierdo del genoma (en la nomenclatura convencional). Los genes están ordenados EBNA-LP/EBNA-2/EBNA-3A/EBNA-3B/EBNA-3C/EBNA-1 dentro del genoma.
El codón de iniciación de la región codificante de EBNA-LP se crea mediante un empalme alternativo de la transcripción de la proteína nuclear. En ausencia de este codón de iniciación, EBNA-2/EBNA-3A/EBNA-3B/EBNA-3C/EBNA-1 se expresará según cuál de estos genes se empalme alternativamente en la transcripción.
Proteínas/genes
| Proteína/gene/antigeno | Etapa | Descripción |
|---|---|---|
| EBNA-1 | latente+lítico | La proteína EBNA-1 se une a un origen de replicación (oriP) dentro del genoma viral y media la replicación y partición del episome durante la división de la célula huésped. Es la única proteína viral expresada durante la latencia del grupo I. |
| EBNA-2 | latente+lítico | EBNA-2 es el transactivador viral principal. |
| EBNA-3 | latente+lítico | Estos genes también unen la proteína RBP-Jκ host. |
| LMP-1 | latente | LMP-1 es una proteína transmembrana de seis canales que también es esencial para la transformación del crecimiento mediada por EBV. |
| LMP-2 | latente | LMP-2A/LMP-2B son proteínas transmembranas que actúan para bloquear la señalización de tirosina cinasa. |
| EBER | latente | El EBER-1/EBER-2 son pequeños ARN nucleares, que se unen a ciertas partículas de nucleoproteína, lo que permite la unión a la PKR (seína o proteína kinasa dependiente del ARN), lo que inhibe su función. EBERs son, con mucho, los productos más abundantes de EBV transcribidos en células infectadas por EBV. Se utilizan comúnmente como objetivos para la detección de VEB en tejidos histológicos. Las partículas ER también inducen la producción de IL-10, lo que aumenta el crecimiento e inhibe las células T citotóxicas. |
| v-snoRNA1 | latente | Epstein–Barr virus sno RNA1 es una caja CD-snoRNA generada por el virus durante la latencia. V-snoRNA1 puede actuar como un precursor similar a la miRNA que se procesa en 24 fragmentos de ARN de tamaño nucleótido que apuntan a los 3'UTR de ADN viral polimerasa mRNA. |
| ebv-sisRNA | latente | Ebv-sisRNA-1 es una secuencia intronica estable RNA generada durante el programa de latencia III. Después de los EBERs, es el tercer ARN pequeño más abundante producido por el virus durante este programa. |
| miRNAs | latente | EBV micro Los ARN son codificados por dos transcripciones, una en el BART gene y uno cerca del BHRF1 cluster. Los tres BHRF1 pri-miRNAS (generando cuatro miRNAs) se expresan durante latencia tipo III, mientras que el gran grupo de BART miRNAs (hasta 20 miRNAs) se expresan durante latencia tipo II. Actualmente se desconocen las funciones de estos miRNA. |
| EBV-EA | lytic | antígeno temprano |
| EBV-MA | lytic | antígeno de membrana |
| EBV-VCA | lytic | antígeno capsid viral |
| EBV-AN | lytic | nucleasa alcalina |
Subtipos de VEB
El EBV se puede dividir en dos tipos principales, EBV tipo 1 y EBV tipo 2. Estos dos subtipos tienen diferentes genes EBNA-3. Como resultado, los dos subtipos difieren en sus capacidades de transformación y capacidad de reactivación. El tipo 1 es dominante en la mayor parte del mundo, pero los dos tipos son igualmente frecuentes en África. Se puede distinguir el EBV tipo 1 del EBV tipo 2 cortando el genoma viral con una enzima de restricción y comparando los patrones de digestión resultantes mediante electroforesis en gel.
Detección
Los ARN pequeños codificados por el virus de Epstein-Barr (EBER) son, con mucho, los productos de EBV más abundantes transcritos en células infectadas por EBV. Se utilizan comúnmente como dianas para la detección de EBV en tejidos histológicos.
Papel en la enfermedad
- Vea también mononucleosis infecciosa y otras enfermedades enumeradas en esta sección
EBV causa mononucleosis infecciosa. Los niños infectados con EBV tienen pocos síntomas o pueden parecer asintomáticos, pero cuando la infección se retrasa hasta la adolescencia o la edad adulta, puede causar fatiga, fiebre, garganta inflamada, ganglios linfáticos inflamados en el cuello, bazo agrandado, hígado inflamado o sarpullido. El síndrome de fatiga crónica posinfecciosa también se ha asociado con la infección por EBV.
El EBV también se ha relacionado con varias otras enfermedades, como el linfoma de Burkitt, la linfohistiocitosis hemofagocítica, el linfoma de Hodgkin, el cáncer de estómago, el carcinoma nasofaríngeo, la esclerosis múltiple y la granulomatosis linfomatoide.
Específicamente, se ha demostrado que las células B infectadas con EBV residen dentro de las lesiones cerebrales de pacientes con esclerosis múltiple, y un estudio de 2022 de 10 millones de soldados' Las muestras de sangre históricas mostraron que "Las personas que no estaban infectadas con el virus de Epstein-Barr prácticamente nunca contraen esclerosis múltiple. Solo después de la infección por el virus de Epstein-Barr, el riesgo de esclerosis múltiple aumenta más de 30 veces," y que solo el EBV de muchas infecciones tenía una conexión tan clara con la enfermedad.
Entre las enfermedades adicionales que se han relacionado con el EBV se incluyen el síndrome de Gianotti-Crosti, el eritema multiforme, las úlceras genitales agudas y la leucoplasia vellosa oral. La infección viral también está asociada con, y a menudo contribuye al desarrollo de, una amplia gama de enfermedades linfoproliferativas no malignas, tales como hipersensibilidad severa, reacciones alérgicas a las picaduras de mosquitos, úlceras mucocutáneas positivas para el virus de Epstein-Barr e hidroa vacciniforme, así como también malignidad. enfermedades linfoproliferativas como el linfoma de Burkitt con virus de Epstein-Barr positivo, el linfoma de Hodgkin con virus de Epstein-Barr positivo y el linfoma de efusión primaria.
El virus de Epstein-Barr se ha implicado en trastornos relacionados con la agregación de alfa-sinucleína (por ejemplo, la enfermedad de Parkinson, la demencia con cuerpos de Lewy y la atrofia multisistémica).
Se ha descubierto que EBNA1 puede inducir la rotura cromosómica en el cromosoma 11, específicamente en la región 11q23 entre el gen FAM55D y FAM55B, por la que EBNA-1 parece tener una gran afinidad debido a que su dominio de unión al ADN tiene un interés en una repetición palindrómica específica en esta sección del genoma. Si bien se desconoce la causa y el mecanismo exacto de esto, el subproducto da como resultado errores y roturas de la estructura cromosómica a medida que las células derivadas de la línea del genoma contaminado sufren mitosis. Dado que los genes en esta área se han implicado en la leucemia y es el hogar de un gen supresor de tumores que está modificado o no está presente en la mayoría de las expresiones génicas tumorales, se ha planteado la hipótesis de que la ruptura en esta área es el principal culpable de los cánceres que EBV aumenta la posibilidad de. La ruptura también depende de la dosis, una persona con una infección latente tendrá menos ruptura que una persona con una infección nueva o reactivada ya que los niveles de EBNA1 en el núcleo y el nucléolo son más altos durante el ataque activo del cuerpo debido a la constante replicación y toma. -sobre de las células en el cuerpo.
Historia
El virus Epstein-Barr lleva el nombre de Michael Anthony Epstein e Yvonne Barr, quienes descubrieron el virus junto con Bert Achong. En 1961, Epstein, patólogo y microscopista electrónico experto, asistió a una conferencia sobre 'El cáncer infantil más común en el África tropical: un síndrome hasta ahora desconocido'. por Denis Parsons Burkitt, un cirujano que ejerce en Uganda, en el que Burkitt describió la "variante endémica" (forma pediátrica) de la enfermedad que lleva su nombre. En 1963, se envió una muestra desde Uganda al hospital de Middlesex para su cultivo. Se identificaron partículas de virus en las células cultivadas y los resultados fueron publicados en The Lancet en 1964 por Epstein, Achong y Barr. Las líneas celulares se enviaron a Werner y Gertrude Henle en el Children's Hospital of Philadelphia, quienes desarrollaron marcadores serológicos. En 1967, un técnico en su laboratorio desarrolló mononucleosis y pudieron comparar una muestra de suero almacenada, mostrando que se desarrollaron anticuerpos contra el virus. En 1968, descubrieron que el EBV puede inmortalizar directamente las células B después de la infección, imitando algunas formas de infecciones relacionadas con el EBV, y confirmaron el vínculo entre el virus y la mononucleosis infecciosa.
Investigación
Como virus relativamente complejo, el EBV aún no se comprende por completo. Los laboratorios de todo el mundo continúan estudiando el virus y desarrollando nuevas formas de tratar las enfermedades que causa. Una forma popular de estudiar EBV in vitro es usar cromosomas artificiales bacterianos. El virus de Epstein-Barr se puede mantener y manipular en el laboratorio en latencia continua (una propiedad compartida con el herpesvirus asociado al sarcoma de Kaposi, otro de los ocho herpesvirus humanos). Aunque se supone que muchos virus tienen esta propiedad durante la infección de sus huéspedes naturales, no existe un sistema de fácil manejo para estudiar esta parte del ciclo de vida viral. Los estudios genómicos de EBV han permitido explorar la reactivación lítica y la regulación del episoma viral latente.
Aunque se encuentra en investigación activa, aún no se dispone de una vacuna contra el virus de Epstein-Barr. El desarrollo de una vacuna eficaz podría prevenir hasta 200.000 cánceres en todo el mundo al año. La ausencia de modelos animales efectivos es un obstáculo para el desarrollo de vacunas profilácticas y terapéuticas contra el EBV.
Al igual que otros herpesvirus humanos, Epstein-Barr podría permitir la erradicación a través de un tratamiento con el profármaco valaciclovir, pero se necesita más investigación para determinar si la erradicación es realmente factible. Los agentes antivirales actúan inhibiendo la replicación del ADN viral, pero hay poca evidencia de que sean efectivos contra el virus de Epstein-Barr. Además, son caros, corren el riesgo de causar resistencia a los agentes antivirales y (en 1% a 10% de los casos) pueden causar efectos secundarios desagradables.