Mi?rcoles, 17 de septiembre de 2008

Epidemias y pandemias

El reconstruido virus de la gripe de 1918.

Las poblaciones nativas americanas fueron devastadas por las enfermedades contagiosas, especialmente la viruela, traída a América por los colonizadores europeos. No está claro cuántos americanos nativos fueron muertos por las enfermedades después de la llegada de Cristobal Colón a las Américas, pero ha sido estimado en cerca del 70% de la población indígena. El daño causado por esta enfermedad ayudó significativamente a los europeos para conquistar y desplazar a la población nativa. [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62]

Gripe española

La pandemia de gripe de 1918, comúnmente conocida como gripe española, fue una pandemia de gripe de categoría 5 causada por un inusualmente severo y mortal Virus de la gripe A. Las víctimas a menudo eran adultos jóvenes sanos, en contraste con la mayoría de los brotes de gripe, que afectan principalmente a niños, ancianos, o pacientes debilitados.

La «gripe española» duró desde 1918 a 1919. Las estimaciones clásicas consideran unos 40-50 millones de muertos,[63] mientras que las más recientes sugieren que pueden haber muerto hasta 100 millones de personas, o el 5% de la población mundial de 1918.[64]

SIDA

La mayoría de los investigadores cree que el VIH se originó en el África subsahariana durante el siglo XX.[65] El VIH es ahora una pandemia, con una cifra estimada de 38,6 millones de personas infectadas actualmente por la enfermedad en todo el mundo.[66] El Programa Conjunto de las Naciones Unidas sobre el VIH/SIDA (ONUSIDA) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) estiman que el SIDA ha matado a más de 25 millones de personas desde que se reconoció por primera vez el 5 de junio de 1981, convirtiéndose en una de las epidemias más destructivas de la historia.[67]

Ébola

Varios virus patógenos altamente letales son miembros de la familia Filoviridae. Estos son virus filamentosos que causan fiebre hemorrágica viral e incluyen el Virus Ébola y el Virus de Marburgo. El virus de Marburgo atrajo la atención de la prensa en abril de 2005 por un brote en Angola. El brote comenzó en octubre de 2004 y continuó en 2005 y fue la peor epidemia de cualquier tipo de fiebre hemorrágica viral.[68]

Virus y cáncer

Véase también: Virus y cáncer y Oncovirus
Leucemia humana causada por células infectadas por el Virus de Epstein Barr.

Los virus son una causa de cáncer en los seres humanos y otras especies. Los principales virus asociados con cánceres humanos son los virus del papiloma humano, hepatitis B, hepatitis C, Virus de Epstein-Barr y el Virus linfotrópico T humano.

Los virus de la hepatitis, entre ellos, hepatitis B y hepatitis C, puede inducir una infección viral crónica que provoca cáncer de hígado.[69] [70] La infección por virus linfotrópico T humano puede conducir a la paraparesia espástica tropical y la leucemia de células T en adultos.[71] Los virus del papiloma humanos son una causa del cáncer de cuello uterino, piel, ano y pene.[72] En la familia Herpesviridae, el Virus herpes humano 8 (VHH-8) causa el sarcoma de Kaposi y el linfoma de cavidad corporal, y el virus de Epstein-Barr causa linfoma de Burkitt, linfoma de Hodgkin, trastorno linfoproliferativo y carcinoma nasofaríngeo.[73]

Diagnóstico en el laboratorio

Las infección virales son confirmadas en el laboratorio por varios métodos que incluyen:

  • Crecimiento del virus en un cultivo celular a partir de una muestra tomada del paciente.
  • Detección de anticuerpos IgM específicos del virus en la sangre (véase más adelante).
  • Detección de antígenos del virus por ELISA en los tejidos y fluidos.
  • Detección del ADN y ARN viral por PCR.
  • Observación de partículas virales por microscopía electrónica.

Prevención y tratamiento

Puesto que los virus utilizan la maquinaria de una célula huésped para reproducirse y residir dentro de ellas, son difíciles de eliminar sin matar a la célula huésped. Los enfoques médicos más eficaces para combatir las enfermedades virales son las vacunas que proporcionan resistencia a la infección, y los medicamentos antivirales que tratan los síntomas de las infecciones virales.

Respuesta inmune del huésped

La primera línea de defensa del organismo contra los virus es el sistema inmunitario innato. Esté incluye las células y otros mecanismos que defienden al organismo de la infección de una forma no específica. Esto significa que las células del sistema innato reconocen y responden a los agentes patógenos de una manera genérica, pero, a diferencia del sistema inmune adaptativo, no confieren protección de larga duración o inmunidad.[74]

El ARN interferente es una importante defensa innata contra los virus.[75] Muchos virus tienen una estrategia de replicación que implica ARN bicatenario (dsRNA). Cuando tales virus infectan a una célula y liberan su molécula o moléculas de ARN, inmediatamente una proteína compleja denominada dicer se une al ARN y lo corta en pedazos más pequeños. Una vía bioquímica denominada complejo RISC se activa y degrada el ARNm viral. Los rotavirus evitan este mecanismo no desnudándose completamente dentro de la célula. El dsRNA genómico continúa protegido en el interior del núcleo del virión y se liberan los nuevos ARNm producidos a través de los poros de la cápside.[76] [77]

Cuando el sistema inmunitario adaptativo de un vertebrado encuentra un virus, produce anticuerpos específicos que se unen al virus y lo hacen no infeccioso, lo que se denomina inmunidad humoral. Dos tipos de anticuerpos son importantes. El primero se denomina IgM y es altamente eficaz para neutralizar los virus, pero sólo es producido por las células del sistema inmune durante unas pocas semanas. El segundo, denominado IgG, se produce indefinidamente. La presencia de IgM en la sangre del huésped se utiliza para determinar una infección aguda, mientras que el IgG indica una infección en el pasado.[78] Los dos tipos de anticuerpos se testean cuando se llevan a cabo las pruebas de inmunidad.[79]

Una segunda línea de defensa de los vertebrados frente a los virus se denomina inmunidad celular y consiste en las células inmunitarias conocidas como linfocitos T. Las células del organismo constantemente muestran cortos fragmentos de sus proteínas en la superficie celular. Si un linfocito T reconoce en una célula un fragmento sospechoso de ser viral, destruye dicha célula y a continuación se produce una proliferación de los linfocitos T específicos para ese virus. Los macrófagos son las células especialistas en la presentación antigénica.[80] [81] La producción de interferón es un importante mecanismo que interviene también en la defensa.[82]

No todas las infecciones por virus producen de esta manera una respuesta inmune protectora. El VIH evade al sistema inmunológico por el cambio constante de la secuencia de aminoácidos de las proteínas en la superficie del virión. Estos persistentes virus eluden el control mediante el secuestro y bloqueo de la presentación antigénica, resistencia a las citoquinas, evasión a las actividades de los lifocitos T, inactivación de la apoptosis, y el cambio antigénico.[83] Otros virus, denominados "virus neurotróficos", se propagagan en el sistema neural, donde el sistema inmunológico puede ser incapaz de llegar a ellos.

Vacunas

Artículo principal: Vacunación

La vacunación es una forma barata y eficaz para la prevención de las infecciones causadas por los virus. Las vacunas se han utilizado para prevenir las enfermedades virales desde mucho antes al descubrimiento de los virus. Su uso ha dado lugar a una dramática disminución de la morbilidad (enfermedad) y mortalidad (muerte) asociada a infecciones virales como poliomielitis, sarampión, paperas y rubéola.[84] La viruela ha sido erradicada.[85] En la actualidad se dispone de vacunas para prevenir más de trece infecciones virales en los seres humanos,[86] y algunas más se utilizan para prevenir infecciones virales en animales.[87]

Las vacunas pueden consistir en virus vivos atenuados o en virus muertos, o en sólo las proteínas virales (antígenos).[88] Las vacunas vivas contienen formas debilitadas del virus que causa la enfermedad. Las vacunas vivas pueden ser peligrosas cuando se administran a las personas inmunodeficientes, puesto que en estas personas incluso el virus debilitado puede causar la enfermedad original.[89] Sin embargo, la vacuna contra el virus de la fiebre amarilla, obtenida de una cepa atenuada denominada 17D, es posiblemente una de las vacunas más seguras y eficaces fabricadas.

La biotecnología y las técnicas de ingeniería genética se utilizan para producir vacunas de subunidades. Estas vacunas usan sólo la cápside de proteínas del virus. La vacuna de la hepatitis B es un ejemplo de este tipo de vacuna.[90] Las vacunas de subunidades son seguras para pacientes inmunodeficientes, ya que no pueden causar la enfermedad.[91]

Medicamentos antivirales

Artículo principal: Antiviral
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Timidina.
El fármaco antiviral zidovudina (AZT), análogo de la timidina.

Durante los últimos veinte años, el desarrollo de fármacos antivirales ha aumentado rápidamente, impulsado por la epidemia del SIDA. Los medicamentos antivirales son a menudo «análogos de nucleósidos» (falsos nucleósidos, los bloques de construcción de los ácidos nucleicos) que los virus incorporan a sus genomas durante la replicación. El ciclo de vida del virus entonces se detiene debido a que las nuevas cadenas de ADN síntetizadas son defectuosas. Esto se debe a que los análogos carecen de los grupos hidroxilos que junto a los átomos de fósforo forman los enlaces de la fuerte "columna vertebral" de la molécula de ADN. A esto se le denomina interrupción de la cadena de ADN.[92] Ejemplos de análogos de nucleósidos son el aciclovir para tratar el virus del herpes y lamivudina para las infecciones de VIH y hepatitis B. Aciclovir es uno de los fármacos antivirales más antiguos y frecuentemente prescritos.[93]

El fármaco antiviral aciclovir, análogo de la guanosina.

La hepatitis C es causada por un virus ARN. En el 80% de las personas infectadas, la enfermedad es crónica y sin tratamiento continúan siendo infecciosas para el resto de sus vidas. Sin embargo, ahora existe un tratamiento efectivo con el fármaco ribavirina, un análogo de nucleósido, en combinación con interferón.[94] Actualmente se está desarrollando una estrategia similar con lamivudina para el tratamiento de los portadores crónicos de hepatitis B.[95]

Otros fármacos antivirales en uso tienen como objetivo diferentes etapas del ciclo replicativo viral. El VIH depende de una enzima proteolítica denominada proteasa VIH-1 para ser plenamente infeccioso. Existe una clase de medicamentos denominados inhibidores de la proteasa que han sido diseñados para inactivar esta enzima.

Aplicaciones

Ciencias de la vida y medicina

Los virus son importantes para el estudio de la biología celular y molecular ya que constituyen sistemas simples que pueden utilizarse para investigar o manipular las funciones de las células. Por ejemplo, los virus han sido útiles en el estudio de los mecanismos básicos de la genética molecular, tales como la replicación de ADN, la transcripción, el procesamiento de ARN, la traducción genética, el transporte de proteínas y la inmunología.

Terapia génica utilizando un adenovirus como vector.

Los genetistas suelen utilizar virus como vectores para introducir genes en las células que están estudiando. Esto es útil para estudiar el efecto de un nuevo gen o forzar a la célula para que produzca sustancias extrañas. De manera similar, la viroterapia utiliza virus como vectores para el tratamiento de diversas enfermedades, puesto que los virus pueden dirigirse específicamente a ciertas células. Esto es prometedor para el tratamiento del cáncer y en la terapia génica. Además, los científicos de Europa Oriental han estado utilizando la terapia fágica como alternativa a los antibióticos durante algún tiempo, enfoque cuyo interés es cada vez mayor debido al alto nivel de resistencia a los antibióticos que presentan actualmente algunas bacterias patógenas.[96]

Por otro lado, los virus Granulovirus (GV) y Nucleopolyhedrovirus (VPN) pueden ser utilizados como insecticidas biológicos (p. ej. Granulovirus de Cydia pomonella).

Los virus en la ciencia de materiales y la nanotecnología

Desde un punto de vista práctico, los virus pueden ser considerados como nanopartículas orgánicas.[97] En este sentido, su superficie lleva instrumentos específicos diseñados para cruzar las barreras de las células huésped. Puesto que el tamaño y forma de los virus y el número y naturaleza de los grupos funcionales en su superficie están exactamente definidos, pueden ser utilizados en la ciencia de los materiales como herramientas base para realizar modificaciones en superficies ligadas covalentemente. Una característica adicional de los virus es que pueden adaptarse mediante evolución dirigida. En la actualidad se está haciendo uso de estás características para aumentar el rango de aplicaciones de los virus, más allá de la biología y la medicina.

Por ejemplo, los virus se están utilizando en nanotecnología para la organización de materiales, debido a su tamaño, forma y estructura química bien definidas.[98] Un ejemplo reciente es el uso de las partículas del Virus del mosaico del caupí (CPMV) para la fabricación de micromatrices de amplificación de señales en sensores, llevado a cabo en el Laboratorio de Investigación Naval en Washington, DC. En esta aplicación, las partículas virales separaron los tintes fluorescentes utilizados para la señalización, con el fin de prevenir la formación de dímeros no fluorescentes que actúan como absorbentes.[99] El CPMV también se ha utilizado para fabricar placas en nanoescala para la electrónica molecular.[100] Una aplicación similar es el uso de virus modificados genéticamente para la creación de cables metálicos en nanoescala, realizado en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT).[101] El equipo del MIT fue capaz de utilizar el virus para crear una batería con una densidad de energía de hasta tres veces superior a las actuales. Usos potenciales de esta tecnología incluyen la fabricación de cristales líquidos, células solares, pilas de combustible y otros tipos de componentes electrónicos.

Guerra biológica

Artículo principal: Arma biológica

Puesto que los virus tienen la capacidad de causar epidemias devastadoras podrían ser utilizados como armas biológicas. El temor está justificado por el éxito en la recreación del virus de la gripe de 1918 en el laboratorio.[102] El virus de la viruela devastó en el pasado numerosas sociedades humanas. La enfermedad fue erradicada, pero el virus se conserva en varios laboratorios y podría ser utilizado como arma biológica. La vacuna contra la viruela dejó de administrarse después de la erradicación de la enfermedad, por lo que la población mundial actualmente no presenta casi ninguna resistencia al virus. En caso de que el virus fuera liberado, produciría una elevada mortalidad antes de que la epidemia pudiera ser controlada.[103] [104]

 


Tags: medicina, aparato, organismo, médico, polen, sistema, siglo

Publicado por blasapisguncuevas @ 3:51  | Salud y ciencia
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