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Dr Rigoberto Lopez
Anna- Valencia
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IDEAS CIENTIFICAS EN EL COMIENZO
DE LA VIROLOGIA
LA GENERACION ESPONTANEA
(desde Aristóteles hasta la mitad del S. XVII)
Toda materia en putrefacción con humedad, calor, aire y otros principios activos puede
originar seres vivos
PRIMERAS EVIDENCIAS DE LA EXISTENCIA DE LOS VIRUS
Concepto microbiano/no microbiano (finales del S XIX y principios del XX)
concepto microbiano: los virus como diminutos microorganismos submicroscópicos
filtrables que no podían cultivarse al no conocerse el medio adecuado.
concepto no microbiano: definía a los virus como sustancias toxicas no celulares,
capaces de producir los mismos efectos en inoculaciones sucesivas , ya que la enzima
mantiene su patogenicidad a muy altas diluciones.
No hay un paradigma único, sino dos incompatibles que coexisten , y ninguno de los
dos pudo ser rechazado o aprobado.
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Edward Jenner
Descubre la vacuna de la viruela (1749-1823)
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Dimitri Ivanovsky
Demuestra la filtrabilidad del agente infeccioso (1864-1920)
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A VIROLOGIA COMO CIENCIA BIOLOGICA. CONCEPTO DE VIRUS.
Los virus son entidades subcelulares, metabólicamente inertes, infecciosas pero no
siempre patogénicas, que constan de un solo tipo de acido nucleico, parasitan la
maquinaria de síntesis macromolecular de la célula que infectan (fase intracelular)
formando estructuras (viriones) que son un vehículo para el transporte del componente
esencial del virus (el acido nucleico) en su salida al exterior de la célula (fase
extracelular) para volver a infiltrar a otras células.
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Francis Peyton Rous
Virus del sarcoma de Rous (1879-1970)
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Friedrich Loeffler
Describió el virus de la fiebre aftosa (1852-1915)
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LA INVESTIGACION BASICA EN VIROLOGIA HA CONTRIBUIDO A GRANDES AVANCES
EN MEDICINA Y OTRAS CIENCIAS :
DESARROLLO DE NUEVAS VACUNAS
CONOCIMIENTO DE VIRUS ONCOGENICOS. Se establece el concepto de oncogén
virales : genes capaces de producir transformación celular y eventualmente producir
tumores en animales de experimentación.
SECUENCIACION DE GENOMAS.
VECTORES VIRALES EN LA TERAPIA GENICA: la eliminación de las secuencias
implicadas en la patogenia y replicación viral por técnicas de manipulación genética
o DNA recombinante, constituye la base de la generación de una amplia variedad de
vectores virales. Los vectores son en realidad vehículos de transferencia génica. se
utilizaron originariamente para el estudio de la función de genes aislados de su
contexto y últimamente para la producción de proteínas recombinantes de valor
terapéutico
Ejemplos de vectores virales son retrovirus , adenovirus, herpesvirus, etc.
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John Michael Bishop
Descubrimiento del origen celular de los oncogenes retrovirales (1989)
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Max Theiler
Investigaciones sobre la fiebre amarilla (1899-1972)
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APORTACION DE LA MIT EN EL CONTEXTO DE LA VIROLOGIA
Dr. Jenaer ( 1969) inicia sus primeros ensayos con ácidos nucleicos potenciados(DNA,
RNA) en el tto. del cáncer.
Con el descubrimiento de las citoquinas , el IFN alfa y la IL2 la MIT empezó a tomar
forma. Se desarrollan formulas secuenciales especificas utilizando todos estos
elementos para el tto. de infecciones virales , cáncer y enf. autoinmunes.
En 1981, aparecen los primeros casos de SIDA y en 1983 era identificado el HIV.
La colaboración del Dr. Marichal dio paso a una nueva etapa de la MIT.
La epidemia del SIDA llevo a un periodo de intensas investigaciones y al conocimiento
de estructuras virales y de los genomas que permitieron al Dr. Marichal desarrollar los
Ácidos Nucleicos Específicos (SNA).
En los años 90 se desarrolla un SNA con una secuencia de nucleótidos similar a la parte
sensible del genoma del HIV.
Desde 1994 la MIT ha capitalizado la utilización de reguladores inmunes (citoquinas) de
ácidos nucleicos y de SNA contra las infecciones virales.
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Maurice Jenaer
Padre de la Microinmunoterapia (1969-2009)
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TAXONOMIA Y CLASIFICACION DE LOS VIRUS
- Desde 1973 existe un Comité Internacional para la Taxonomía de los Virus: ICTV.
- Consta de 6 subcomites,45 grupos de estudio y mas de 400 virólogos.
- Se encarga de aprobar periódicamente las nuevas clasificaciones y resolver los
problemas surgidos en torno a estas.
- El método taxonómico se basa en la clasificación de los virus en taxones, definidos
por características morfológicas, propiedades estructurales, físicas , antigénicas y
biológicas del virión , así como modos de transmisión y patogenicidad.
- Existen 4 taxones principales : especie, genero, familia, orden.
- Según la actualización del 2005, la taxonomía viral comprende : 3 ordenes , 73
familias, 9 subfamilias, 287 géneros, 2000 especies y otras 2000 especies
provisionales.
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EJEMPLO DE NOMENCLATURA VIRAL
En el caso de la nomenclatura formal del virus respiratorio sincitial seria:
orden : Mononegavirales
familia: Paramyxoviridae
subfamilia: Pneumovirinae
genero: Pneumovirus
especie: Human respiratory syncytial virus.
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CRITERIOS UTILIZADOS EN LA DEFINICION DE TAXONES
Orden: propiedades comunes entre familias
composición bioquímica
estrategias virales de replicación
estructura de la partícula
organización general del genoma
Familia : propiedades comunes entre géneros
las mismas que para el orden
Genero: propiedades comunes dentro del genero
tamaño del genoma y estrategias virales de replicación
organización del genoma y nº de segmentos
homología de secuencia y transmisión de vectores
Especie: reordenamientos genómicos
relaciones serológicas
rango de huésped
patogenicidad
tropismo y distribución geográfica.
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CLASIFICACION DE LA ICTV EN 9 GRUPOS DE ACUERDO CON EL GENOMA QUE
PRESENTA LA PARTICULA VIRAL
- Virus DNA de doble cadena
( Poxvirus, Herpesvirus,Papilomavirus,Poliovirus,Adenovirus)
- Virus DNA de cadena sencilla
( Parvovirus)
- Virus RNA de doble cadena
(Reovirus )
- Virus RNA monocatenario de polaridad negativa
(Mixovirus, Rabdovirus)
- Virus RNA monocatenario de polaridad positiva
(Picornavirus, Togavirus, Coronavirus, Flavivirus)
- Virus DNAds y RNAss con transcriptasa inversa (Hepadnavirus, Retrovirus)
- Agentes subvirales (viroides)
- Agentes subvirales (satelites y priones)
- Virus pendientes de asignacion
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Pagina web del ICTV
www.ncbi.nlm.nih.gov/ICTVdb
El virus es como un código de barras con 19 dígitos separados por
puntos que tiene en cuenta todos los taxones.
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ESTRUCTURA DE LAS PARTICULAS VIRALES
Los virus son un paradigma de la estrategia de optimización de recursos ya
que su limitada capacidad para codificar proteínas le hace valerse de
principios generales simples para llevar a cabo sus funciones vitales.
En general están formados por :
genoma: acido nucleico
cápside: contenedor proteico (protómeras: unidades proteicas
idénticas)
virión: partícula viral infectiva completa
envoltura: bicapa lipídica de origen celular, modificada por la intervención
de proteínas virales.
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CAPSIDES VIRALES
- La construcción de las cápsides virales requiere una cantidad muy pequeña de
información genética, lo cual es posible por la aplicación de elementos de simetría y por
que las proteínas estructurales están dotadas de polimorfismo conformacional.
- Las cápsides virales se consideran como cristales (red continua tridimensional) que se
extiende en dos dimensiones y deja un espacio en su interior. En este tipo de red se
pueden colocar subunidades idénticas de forma que todas ellas tengan entorno
equivalente. A partir de esta red plana se pueden generar dos tipos fundamentales de
estructuras cerradas: helicoidales e icosaédricas.
- El conocimiento de los conceptos del principio de cuasiequivalencia y el numero de
triangulación T proporciona una nomenclatura sistemática para describir la estructura
de las cápsides icosaédricas.
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CAPSIDES VIRALES
- El principio de cuasiequivalencia: es la asunción de que las subunidades idénticas de las
cápsidas no interaccionan entre si de manera equivalente, es decir existe una cierta
flexibilidad en los contactos intersubunidades lo que implica ligeras variaciones en la
estructura tridimensional de las subunidades proteicas.
- Numero de triangulación T: la relación que define los icosaedros posibles a partir de
una red hexagonal y por tanto el numero de entornos cuasiequivalentes.
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ESTRUCTURA HELICOIDAL
- La estructura helicoidal es una partícula cerrada que exhibe una
simetría cilíndrica.
- Presenta gran simplicidad y flexibilidad de empaquetamiento.
- Desfavorable relación entre superficie y volumen protegido
- Inestabilidad inherente a estructuras estrechas y alargadas
- Estas dos ultimas cualidades se dificulta su uso como contenedores de
genomas .
- Muy pocos virus utilizan esta estrategia estructural.
- Un 10% de las familias virales son helicoidales y la mayor parte de ellas
engloban virus de plantas y bacteriófagos.
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ESTRUCTURA ICOSAEDRICA
- Es una partícula cerrada que exhibe una simetría cubica
- Tiene como base el principio de cuasiequivalencia combinado con el nº de
triangulación l
- Las subunidades proteicas que forman la cápside icosaédrica se agrupan formando
diversos tipos de capsómeros: dímeros, trímeros, pentámeros hexámeros.
- La relación entre superficie y volumen protegido es máximo
- El 90% de los virus tienen estructura icosaédrica.
- Entre los virus icosaédricos mas simples se encuentran tanto virus RNA como virus
DNA.
- Entre los virus RNA destacan las familias: Reo-,Birna-,Calici-,y Picornaviridae
mientras que la familia de virus DNA se pueden destacar por su importancia: Parvo,Polyoma-,Papilom- y Adenoviridae.
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VIRUS DE LA HEPATITIS B
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VIRUS DE LA HEPATITIS B
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EVOLUCION DE LOS VIRUS
La rapidez es la característica mas importante de la evolución de los virus.
Los factores principales que influyen en la evolución viral son: la diversidad
genómica, la selección y el tamaño de la población viral.
DIVERSIDAD GENOMICA: la variabilidad de las secuencias virales puede derivar:
Mutación natural o espontanea: aparece un cambio en la secuencia genómica del
virus debido a la incorporación errónea por la polimerasa de un nucleótido no
complementario.
Recombinación genética: intercambio de material genético entre genomas durante
la replicación, con ayuda de enzimas del huésped.
Reordenamiento de fragmentos genómicos enteros: en virus fragmentados como
el virus de la gripe. el intercambio de fragmentos genómicos entre virus de la gripe
humanos y animales puede dar lugar a cambios antigénicos drásticos responsables
de grandes pandemias de gripe.
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EVOLUCION DE LOS VIRUS
SELECCIÓN DE GENOMAS: se ejerce sobre el conjunto de genomas mutantes
generados en cualquier etapa del ciclo de replicación viral. En esta selección
intervienen factores ambientales: la presión inmunológica(aquellas proteínas mas
expuestas al SI mostraran mayor velocidad de evolución) y el rango de huésped(
los virus que infectan un rango de huésped mas amplio presentan una alta
frecuencia de cambio genético). El rinovirus del resfriado común que únicamente
infecta a humanos circula con mas de 200 serotipos .
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EVOLUCION DE LOS VIRUS
TAMAÑO DE LA POBLACION VIRAL: se considera que en un organismo infectado el
tamaño de la población puede alcanzar los 109-1012 unidades infecciosas. Esto
proporciona una diversidad genética mas amplia que permite a los virus
evolucionar.
CUASI-ESPECIES VIRALES RNA: son distribuciones complejas de mutantes
estrechamente relacionadas entre si, pero no idénticas, sometidas a un proceso
continuo de mutación, competición y selección, este espectro de mutantes influye
en la evolución del genoma viral a través de la secuencia maestra o genoma con
mayor capacidad replicativa.
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EVOLUCION DE LOS VIRUS
LIMITES DE MUTABILIDAD: cuanto mayor es la complejidad de la información que
hay que mantener menor es el error permitido en la copia del mensaje.
Los virus se replican con una tasa de error muy cercana al valor umbral de transición
a la catástrofe de error. Por esta razón una nueva estrategia de control viral es la
búsqueda y diseño de fármacos capaces de disminuir la fidelidad de copia de las
RNA replicasas y retrotranscriptasas para lanzar al virus a la catástrofe de error y a
su extinción.
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METODOS UTILIZADOS EN EL DIAGNOSTICO VIRAL
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EVOLUCIÓN DE UNA INFECCIÓN VIRAL EN EL ORGANISMO
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TIPOS DE INFECCIÓN VIRAL
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FASES DEL CICLO LITICO VIRAL
- Entrada: reconocimiento y penetración del virus en la célula.
- Descapsidación viral: en una primera fase desprendimiento de la cápside viral
y en su de la cubierta lipídica y en una segunda fase liberación del genoma viral
en el sitio celular adecuado (citoplasma, citoesqueleto, por nuclear)
- Traducción viral: síntesis de proteínas virales necesarias para la replicación del
genoma viral.
- Transcripción y replicación viral: síntesis masiva del acido nucleico viral un
porcentaje del cual se traduce dando proteínas estructurales y funcionales del
virus.
- Ensamblaje: organización de los compuestos estructurales del virus(acidos
nucleicos y proteínas) para dar cápsidas maduras infectivas.
- Salida: liberación de viriones a partir de la célula que muere lisada y
diseminación a otras cels. para iniciar un nuevo ciclo infectivo.
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VIRUS ONCOGENICOS QUE PRODUCEN TUMORES EN HUMANOS
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EFECTOS DE LOS PROTOONCOGENES Y GENES SUPRESORES SOBRE LA
PROLIFERACIÓN CELULAR
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EFECTOS DE LA INESTABILIDAD GENETICA CAUSADA POR LA MUTACIÓN DE
GENES DE REPARACIÓN DEL DNA SOBRE LA APARICIÓN DE CANCER
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INMUNIDAD INNATA Y ADAPTATIVA
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COMPONENTES CELULARES Y MEDIADORES QUIMICOS EN LAS RESPUESTAS
INNATA Y ADAPTATIVA
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ELEMENTOS ACTIVOS EN LA R.I.A. QUE INTERVIENE EN LOS MECANISMOS
EFECTORES CONTRA VIRUS CIRCULANTE Y CÉLULAS INFECTADAS
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SISTEMAS RECEPTORES IMPLICADOS EN LA INDUCCIÓN DE MUERTE CELULAR
EN LA I. INNATA Y ADAPTATIVA
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RUTA DE DIFERENCIACIÓN Y ACTIVACIÓN DE CELULAS DENDRITICAS
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INTERACCIÓN LINFOCITO T / CELULA DENDRITICA DURANTE LA ACTIVACIÓN
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POLARIZACIÓN DE LA RESPUESTA INMUNE ESPECIFICA
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MECANISMOS VIRALES DE EVASIÓN DE LA RESPUESTA DE
ANTICUERPOS Y DEL COMPLEMENTO
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MECANISMOS VIRALES DE EVASIÓN DEL INTERFERON
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BLOQUEO DE LA SINTESIS DE CITOQUINAS Y MODULACION DE LA
TRANSDUCCION DE SEÑALES INDUCIDAS POR CITOQUINAS
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CITOQUINAS VIRALES Y RECEPTORES DE CITOQUINAS VIRALES
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MECANISMOS VIRALES DE INHIBICION DE LA APOPTOSIS
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MECANISMOS VIRALES DE EVASION DE CELULAS NK Y DE LA
PRESENTACION ANTIGENICA A LINFOCITOS Tc
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