Texto de apropiación científica y tecnológica_____________________________

Módulo 1: Origen histórico y características de los virus  

1.1 Introducción: una breve historia a la virología

1.2 ¿Qué es un virus? 

1.3 Plagas antes de la teoría de los gérmenes

1.4 Desarrollo del microscopio y la teoría de los gérmenes

1.5 La vacunación en la época de Jenner 

1.6 Louis Pasteur y Robert Koch

1.7 ¿Cómo podemos diferenciar un virus de una bacteria?

1.8 Virus vegetales 

1.9 Virus humanos y animales

1.10 Virus y cáncer

1.11 Bacteriófago

1.12 Biología Molecular Moderna

1.13 Estudios virales en la década de 1950 

1.14 ¿Cuál es la situación de algunas enfermedades virales?  

1.15 Definición de virus

1.16 ¿Están vivos los virus?

1.17 Estructura viral

1.18 Ácidos nucleicos

1.19 Clasificación de los virus

1.20 Ciclo de replicación del virus

1.21 ¿Cómo se propagan los virus?

1.22 Propagación por aerosol y aire

1.23 Propagación fecal-oral 

1.24 Transmisión sexual

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1.1 Introducción: una breve historia a la virología

Las infecciones virales se han registrado sin saberlo desde el comienzo de la historia registrada. Los antiguos griegos y romanos describieron plagas de origen desconocido. En general, las infecciones se achacaban a pecados y castigos, saldos de “humores vitales” o a “miasmas” (olores a podrido). En el siglo XVI, Girolamo Fracastoro sugirió que los agentes infecciosos podrían propagar enfermedades, al igual que Agostino Bassi, al estudiar las enfermedades de los gusanos de seda. El desarrollo del microscopio por Hook y Van Leeuwenhoek en el siglo XVII condujo al descubrimiento de un nuevo mundo viviente habitado por criaturas muy pequeñas. Edward Jenner en Inglaterra demostró que la viruela, una enfermedad temida, podía prevenirse mediante la inoculación de un organismo que causaba marcas de viruela en vacas y lecheras; este fue el comienzo del concepto de vacunación. Louis Pasteur demostró que la fermentación sólo se producía en presencia de aire y se debía a los microorganismos. Pasteur y Pierre Roux, un colega, así como Jacob Henle y Robert Koch, probaron que los gérmenes causaban enfermedades bacterianas como el ántrax y la tuberculosis; Pasteur y Roux desarrollaron una vacuna contra la rabia pasando el material infeccioso a través de conejos. A fines del siglo XIX se había establecido que la mayoría de las enfermedades infecciosas eran el resultado de gérmenes. Paralelamente a esta investigación, los científicos de plantas habían aislado material que pasaba a través de un filtro de poro bajo que era infeccioso para las plantas de tabaco. A esto se le llamó "virus", del latín veneno. También se encontró que los virus estaban asociados con la leucemia y otros tipos de cáncer de pollos. El siglo XX vio el descubrimiento de los bacteriófagos, virus que atacan a las bacterias, y el uso de dichos bacteriófagos para iniciar estudios de biología molecular y estructura de ADN y ARNm.

1.2  ¿Qué es un virus? 

Aunque los historiadores identificaron enfermedades pandémicas, que se extendieron por todo el mundo, los agentes responsables de estas no fueron reconocidos hasta principios y mediados del siglo XX. Algunas de estas pandemias, como la Peste Negra, fueron causadas por bacterias y otras por virus como la viruela.  La palabra virus proviene del latín y significa veneno o materia viscosa, y entró en el idioma inglés para significar enfermedad infecciosa. Incluso hoy en día se debate si los virus son entidades "vivas". 

• Los virus son tan pequeños que son invisibles incluso a gran aumento con un microscopio óptico. 
• Los virus no se pueden cultivar de forma independiente en cultivo, al igual que las bacterias y otros microorganismos de vida libre; Los virus requieren una célula viva para reproducirse, ya sea animal, bacteriano o vegetal. 
• Un virus contiene información genética (ADN o ARN), pero la afirmación de que un virus está vivo es controvertida. 

En la década de 1930, Wendell Stanley fue capaz de formar cristales en solución del virus del mosaico del tabaco, una hazaña que hasta entonces sólo se había realizado con moléculas químicas puras infinitesimalmente más pequeñas que un virus. Los virus forman agregados (aglutinación) en solución y se unen químicamente entre sí para formar un cristal. Se han cristalizado muchos virus diferentes y se han revelado su forma y composición básicas. Los virus están al borde de la vida, tienen atributos de objetos inertes, como la capacidad de formar cristales, pero también poseen características asociadas con la vida, como material genético y reproducción. Un virus puede replicarse y dar lugar a millones más, lo que sin duda es un atributo de la vida. Un virus existe en dos etapas, una como sustancia química inerte con una fórmula química; por ejemplo, la fórmula química del poliovirus es C332,652 H492,388 N98,245 O131,196 P7,501 S2,340^[1]; cuando el virus ingresa a una célula viva, se convierte en un organismo replicante activo. Los virus son parásitos genéticos, es decir, requieren la maquinaria sintética de proteínas del huésped para reproducirse. Los virus, tal como se visualizan con el microscopio electrónico, son estructuras simétricas y complicadas. Las computadoras modernas y la microscopía electrónica nos permiten producir Imag1 fantásticas de virus (Figuras  1.1, 1.2). 

Fig. 1.1 Micrografía electrónica de la cápside del virus de la Hepatitis B (courtesy of Adam Zlotnik)

Fig. 1.2 Representación artística del adenovirus 

1.3 Plagas antes de la teoría de los gérmenes

El concepto de "gérmenes", algo invisible que puede causar enfermedades, es bastante reciente. La teoría de los gérmenes es en realidad un producto del siglo XIX; hasta entonces se pensaba que la enfermedad era una intervención y castigo divino, o el resultado de "miasmas" (mal aire, hedor a materia podrida), o del equilibrio de cuatro humores vitales: sangre, flema, bilis negra, o bilis amarilla. La teoría del “equilibrio en los humores” (fluidos corporales) se remonta a los antiguos griegos o incluso antes. Actualmente, algunos individuos, e incluso sociedades enteras, creen que el SIDA y otras enfermedades son el resultado del castigo divino por estilos de vida específicos. La idea de que los miasmas son responsables de la enfermedad perduró hasta principios del siglo XIX.

En el siglo XVIII, algunos consideraban que el olor de los granos de café podridos era el agente causal, como explicación de la epidemia de fiebre amarilla en Filadelfia. Las plagas se han registrado desde el comienzo de la historia escrita. Ciertamente, la Biblia habla de las precauciones higiénicas contra la lepra, el aislamiento de los leprosos (una especie de cuarentena) y las precauciones que deben tomarse contra la infección por los leprosos. Dos de las plagas bíblicas de Egipto pueden haber sido la peste bubónica (forúnculos) y la peste bovina del ganado, que todavía prevalecen en partes de África en la actualidad. Los antiguos griegos y romanos registraron muchas plagas. Tucídides relata la gran plaga que arrasó Atenas durante las Guerras del Peloponeso en el 430 a.C.: “Los muertos yacían sin enterrar, los templos estaban llenos de cadáveres. Los miserables moribundos se reunían en cada fuente, buscando aliviar su sed insaciable”. Tucídides escribe que la plaga comenzó en Etiopía, se extendió por todo Egipto, sobre el Imperio Persa y luego llegó a Atenas. Hay informes de una plaga similar en Roma aproximadamente al mismo tiempo. A partir de la descripción de los síntomas por parte de Tucídides, es difícil discernir si se trataba de viruela o sarampión en una forma muy virulenta o, como se ha sugerido, alguna infección bacteriana como Salmonella typhimurium o Yesinia pestis, la muerte negra. Describe la aparición de fiebre, estornudos y tos, con secreción de sangre y olor fétido, seguida de la aparición de úlceras y pequeñas pústulas en la piel. Esto fue seguido por diarrea y muerte. Tucídides afirma que las aves rapaces que devoraban los cuerpos también morían y que la enfermedad podía propagarse a los animales domésticos. Su descripción del efecto sobre los médicos y otras personas que atendían a los enfermos es similar a nuestras descripciones actuales de brotes de enfermedades temibles como fiebres hemorrágicas, ébola y dengue. Tucídides también escribe que aquellos que se recuperaron de la enfermedad rara vez se vieron afectados por segunda vez, lo que indica un reconocimiento de inmunidad. En el año 542 d.C., la plaga conocida como la “Plaga de Justiniano” golpeó Roma. La descripción sugeriría que se trataba de la peste bubónica (Muerte negra, Yersinia pestis), una enfermedad bacteriana que se extendió periódicamente por Europa a fines de la Edad Media y diezmó a un tercio de la población de Europa. Aparte de la peste bubónica, las otras grandes plagas que afectaron al hombre fueron la viruela y, más tarde, la fiebre amarilla, ambas de origen vírico. Con la colonización de las Américas por parte de los europeos, las plagas virales fueron importantes para dar forma a la historia del continente. Poblaciones enteras de pueblos nativos de América del Norte y del Sur fueron aniquiladas por la viruela y, en menor medida, por el sarampión. Cuando Cortés desembarcó en México en 1519, la población de México se estimó entre 25 y 50 millones. Cincuenta años después, la población era de solo 3 millones. La mayoría de los estragos se debieron a enfermedades a las que los europeos eran semiinmunes, no a las fuerzas superiores de los españoles. El hecho de que los virus han estado afectando a los humanos desde el comienzo de la historia escrita es indiscutible. Se han encontrado marcas de viruela similares a las de la viruela en la cara de un faraón momificado recuperado de las pirámides de Egipto. Algunos dibujos en las tumbas del mismo período indican pérdida de miembros que podría deberse al poliovirus. Se ha sugerido que la infección viral de los humanos ocurrió como resultado de la transición de una sociedad de cazadores-recolectores a una sociedad agrícola asentada de estos animales a los humanos. El cazador primitivo puede haber sido una persona más saludable que el "recolector" asentado, ya que vivía una vida más aislada, sin hacinamiento. La proximidad de animales domésticos y grupos de personas que viven bajo un mismo techo probablemente resultó en la introducción de nuevas infecciones a la población humana. Ejemplos de esto han ocurrido con infecciones humanas en los últimos años, con la propagación de la gripe aviar, el SARS y el VIH, todos de otros animales. 

1.4 Desarrollo del microscopio y la teoría de los gérmenes 

El desarrollo de un microscopio de luz simple a mediados del siglo XVII por parte de Robert Hooke (1635-1703) en Inglaterra y Antonie van Leeuwenhoek (1632-1723) en Holanda dio lugar a la identificación de '' animálculos”, microorganismos de diversas formas, como bacilos bacterianos (bastones) y cocos (esferas), e incluso espiroquetas (estructuras retorcidas con flagelos, apéndices en forma de cola) revisados en^[2]. Hook describió la célula básica, usando rebanadas de corcho bajo su tosco microscopio. Leeuwenhoek exploró el contenido de muchas sustancias, incluida el agua de lluvia recolectada en barriles, la flora de la boca, el semen, etc. Describió organismos diminutos usando sus microscopios que podían aumentar hasta 300 veces. Estas observaciones abrieron un mundo previamente invisible para la ciencia y permitieron avances en muchas áreas más allá de las enfermedades. Existía todo un mundo invisible pero, sin embargo, no incluía virus, que son demasiado pequeños para ser vistos incluso con el mejor microscopio óptico (Figs. 1.3, 1.4). La primera persona que realmente describió que las enfermedades erancausadas por agentes infecciosos fue un médico italiano, Girolamo Fracastoro (1478-1553) (fig. 1.5). Fue un agudo observador de la peste en Verona y publicó muchos libros sobre la sífilis, una nueva enfermedad de la época, así como las bases de su contagio. No solo era médico, también era poeta. El nombre ''sífilis'' se deriva del poema de Fracastoro de 1530 en tres libros, Syphilis sive morbus gallicus (''Sífilis o la enfermedad francesa''), sobre un pastor llamado Sífilis, que enfureció al dios Apolo y por lo tanto fue maldecido con esta enfermedad. El poema continúa describiendo los síntomas de la enfermedad. 

A shepherd once (distrust not ancient fame)

Possest these Downs,

and Syphilus his Name;

Some destin’d Head t’attone the Crimes of all,

On Syphilus the dreadful

Lot did fall.

Through what adventures this unknown Disease

So lately did astonisht Europe seize,

Through Asian coasts and

Libyan Cities ran,

And from what Seeds the Malady began,

Took from France his name.

Our Song shall tell: to Naples first it came

From France, and justly named.

Fig. 1.4 Dibujos de protozoos y otros “animálculos” de Leuwenhoek (imagen de la Biblioteca Clendening, U. Kansas Medical Center) 

Fig. 1.5 Retrato de Girolamo Fracastoro por Tiziano, National Gallery, Londres, Reino Unido, pintado en 1528.

Fracastoro discutió la propagación de enfermedades que resultaron de tocar ropa contaminada (fómites) así como del contacto entre individuos. También discutió cómo varias enfermedades infectaron y afectaron a varios grupos de edad en una población y de varias maneras. Más tarde se demostró que la sífilis era una enfermedad bacteriana y se la llamó la "gran viruela", a diferencia de la viruela, la enfermedad viral, aunque la viruela era la más mortal de las dos^[3]. Otro pionero de la teoría de los gérmenes fue Agostino Bassi (1773–1856), un abogado italiano y luego agricultor. Dedicó gran parte de su vida al estudio de la muscardina, una enfermedad del gusano de seda. La muscardina era una importante plaga fúngica de la industria de la seda económicamente importante del norte de Italia. Muchas fincas fueron abandonadas a causa de esta enfermedad. Bassi concluyó a partir de sus estudios que un agente infeccioso que podía transmitirse por contacto entre gusanos, y también por jaulas o utensilios contaminados, causaba la enfermedad. Identificó al agente infeccioso como un hongo, más tarde llamado Beauvaria bassiana. También se le atribuye el rescate de la industria de la seda de vital importancia con recomendaciones como el uso de desinfectantes; separando las filas de orugas de alimentación; aislar y destruir orugas infectadas; y mantener limpias las granjas de seda. Usó técnicas "semiestériles" para prevenir infecciones. Pasteur y otros que vinieron después de él desconocían su investigación e hicieron descubrimientos independientes similares. Bassi también propuso que enfermedades humanas como la sífilis y el sarampión se transmitían de una persona a otra por contacto. Tanto Fracastoro como Bassi han sido pasados por alto en la historia de la medicina, mientras que Pasteur se ha convertido en un nombre familiar.

1.5  La vacunación en la época de Jenner 

El desarrollo de vacunas comenzó con los intentos de prevenir las infecciones de viruela mediante la variolación (extracción de pus de las lesiones de viruela) y frotando el pus en el brazo o la pierna de una persona no infectada. La variolación se realizó por primera vez en China y luego en el Medio Oriente en los siglos XV y XVI. La práctica de la variolación fue introducida en Inglaterra por Lady Mary Montagu, esposa del embajador británico en Turquía. Había descubierto el uso de la variolación durante su estancia en Turquía en 1716-1718; La variolación se practicaba ampliamente, pero a menudo provocaba casos de viruela, aunque no tan graves como una infección natural. El Dr. Edward Jenner (1749–1823), un médico en ejercicio en Berkeley, Inglaterra, había notado, al igual que otros, que las lecheras rara vez contraían viruela. En cambio, sus manos a menudo tenían llagas que más tarde se demostró que eran causadas por el virus de la viruela vacuna (vaccinia) (Fig. 1.6). 

Fig. 1.6 Mano con viruela bovina (de Jenner, historia de las vacunas)

Jenner tenía un pequeño laboratorio no lejos del Castillo de Berkeley en el norte de Inglaterra, donde hacía experimentos. Jenner no fue el primero en reconocer la conexión entre la viruela bovina y la inmunidad a la viruela. Varios agricultores habían hecho previamente esta observación. Por ejemplo, Benjamin Jesty, un granjero de Dorset (sur de Inglaterra), inoculó a su esposa e hijos con material de viruela bovina durante un brote en 1774 y, supongo, indujo inmunidad en la familia. En 1796, Jenner probó su hipótesis de que el pus de las heridas que se producían en la ubre de las vacas lecheras contenía material que podría proteger contra la viruela al inocular a James Phipps, el hijo de su jardinero, con pus de una herida en la mano de su lechera. Sarah Nelmes, que había sido infectada por un virus de una vaca llamada Blossom. Blossom es probablemente una de las vacas más famosas de la historia, su piel fue inmortalizada en la Escuela de Medicina del Hospital St George en Londres. Luego, James fue variolizado con el virus de la viruela varias veces y básicamente no tuvo ninguna reacción, mostrando una inmunidad completa. Jenner luego probó la vacunación en otras 23 personas, ninguna de las cuales contrajo viruela. Presentó sus datos a la Royal Society y los publicó^[4]. Su idea de prevenir la viruela con una "vacuna" no fue aceptada fácilmente por motivos religiosos ("interfiriendo con la obra de Dios"); también se ridiculizó el uso de material de una vaca Fig. 1.7). 

Fig. 1.7 Caricatura de 1802 de Jenner vacunando a pacientes que temían que les salieran apéndices parecidos a los de las vacas. El Cow-Pock—o¡los maravillosos efectos de la nueva inoculación!—vide. Las publicaciones de la sociedad antivacunas. Impresión (grabado en color) publicada el 12 de junio de 1802 por H. Humphrey, St James's Street

En esta caricatura, el satírico británico James Gillray dibujó una caricatura de una escena en el Smallpox and Inoculation Hospital en St Pancras, mostrando a Edward Jenner administrando la vacuna contra la viruela bovina a mujeres jóvenes asustadas, y vacas emergiendo de diferentes partes del cuerpo de las personas. La caricatura se inspiró en la controversia sobre la inoculación contra la temida enfermedad: la viruela. Se rumoraba que el agente de inoculación, la vacuna contra la viruela vacuna, tenía la capacidad de hacer brotar apéndices similares a los de las vacas. Un sereno Edward Jenner se encuentra en medio de la multitud. Un niño a su lado sostiene un recipiente con la etiqueta “VACUNA VACUNA caliente de la VACA”; Los papeles en el bolsillo del niño tienen la etiqueta "Beneficios de la vacuna". La tina en el escritorio al lado de Jenner tiene la etiqueta "MEZCLA DE APERTURA", y la botella al lado de la tina tiene la etiqueta "VOMITO". La pintura en la pared representa a los adoradores del Becerro de Oro. Alrededor de 1800, el Dr. J. Clinch, un misionero médico en Newfoundland, comenzó a usar la vacuna de Jenner y para fines de 1801 había vacunado a aproximadamente 700 personas. Esta fue probablemente la primera vacunación de toda una comunidad en América del Norte. Jenner murió en 1823 a consecuencia de un derrame cerebral. El gobierno británico aprobó la ley de vacunación en 1840, declarando ilegal la variolación y suministrando la vacuna contra la viruela (viruela bovina) de forma gratuita. En 1853 la ley de vacunación fue aprobada, requiriendo que todos los niños reciban vacunas contra la viruela a la edad de 4 meses. Posteriormente, la ley se modificó para permitir que los padres que se opusieran a la vacunación apelaran. En 1905, la Corte Suprema de los Estados Unidos dictaminó que los estados podían imponer la vacunación obligatoria a los niños. La viruela fue declarada erradicada del mundo en 1980, luego de un intenso desafío para erradicarla. De hecho, la erradicación realmente comenzó en 1803 cuando la corona española intentó vacunar a toda la población de Filipinas. En 1813, el Congreso de los Estados Unidos aprobó la ley de vacunación para garantizar vacunas seguras para el público estadounidense. Para 1832, el gobierno de los Estados Unidos había establecido un programa para la vacunación de los indios americanos; conocida como la Ley de Vacunación India. Desafortunadamente, no erradicó la propagación del virus y se usó indebidamente para trasladar a los indios a las reservas. Por lo tanto, hubo un intento gradual de erradicar el virus en algunas áreas del mundo, como India y las Indias Orientales. Para 1897, la viruela había sido erradicada de los EE. UU. y, a principios del siglo XX, de la mayoría de los países industrializados de Europa. A pesar de esto, 2.000.000 de personas morían anualmente a causa de la enfermedad en la década de 1950; por lo tanto, en 1959 se lanzó una campaña para erradicar completamente el virus del hemisferio. Aunque tomó más tiempo de lo esperado, los últimos casos de viruela ocurrieron en Somalia en 1977^[5].

1.6  Louis Pasteur y Robert Koch 

Los dos gigantes de la microbiología que cambiaron la historia de la medicina y condujeron a la medicina clínica "moderna" fueron Louis Pasteur (1822-1895) en París y Robert Koch (1843-1910) en Berlín. En 1857-1858, Pasteur hizo el descubrimiento que puso fin a la teoría de la generación espontánea de la vida. Demostró que los líquidos en recipientes sellados permanecían estériles, pero que la exposición al aire provocaba contaminaciones que daban lugar a fermentaciones o al crecimiento de bacterias u hongos. Escribió, "los gérmenes de organismos microscópicos abundan en la superficie de todos los objetos, en el aire y en el agua", concluyendo que estos organismos causan fermentación, como ocurre en el vino, la cerveza, el vinagre, etc., y que bajo condiciones estériles condiciones sin acceso al aire estas fermentaciones no tienen lugar. Casi al mismo tiempo, trabajando en Alemania, Robert Koch, un médico rural, describió el organismo responsable del ántrax, una enfermedad del ganado. Demostró que la bacteria tenía un ciclo de vida, incluida una etapa de formación de esporas, una etapa que no se destruye fácilmente con calor u otros medios, lo que podría explicar las infecciones que ocurren en varios períodos y permitió que los organismos vivieran en el suelo durante mucho tiempo.  Entre otros logros, Koch aisló y describió el organismo responsable de la tuberculosis. Koch fue influenciado por su mentor, Jacob Henle, quien en 1840 propuso que las enfermedades infecciosas eran causadas por organismos vivos y se reproducían fuera del individuo infectado. Anteriormente, Aloys Pollender, Pierre-Francois Olive Rayer y Casamir-Joseph Davaine habían descubierto la bacteria del ántrax. El propio Koch se propuso demostrar científicamente que este bacilo es, de hecho, la causa de la enfermedad. Inoculó ratones con astillas caseras de madera que contenían bacilos de ántrax extraídos del bazo de animales de granja que habían muerto a causa de la enfermedad y descubrió que estos ratones eran susceptibles a la enfermedad y morían, mientras que los ratones inoculados al mismo tiempo con sangre del bazo de animales sanos no lo hicieron. Esto confirmó el trabajo de otros que habían demostrado que la enfermedad podía transmitirse por medio de la sangre de animales infectados. Continuó desarrollando métodos para cultivar y teñir las bacterias, y con un colega desarrolló la placa de Petri (llamada así por su colega) que todavía se usa hoy en día^[6]. Koch también aisló la bacteria responsable de la tuberculosis, ya partir de ella desarrolló postulados específicos. Para probar el papel causal del bacilo, los bacilos tenían que ser aislados del cuerpo y cultivados en cultivo puro hasta que estuvieran desprovistos de todos los productos adherentes de la enfermedad que se originaban en el organismo animal; y, finalmente, a través de la transferencia de los bacilos aislados a los animales, tuvo que producirse el mismo cuadro clínico de tuberculosis que se obtiene empíricamente mediante la inyección de material tuberculoso naturalmente desarrollado. Koch o Emile Roux (1853-1933) propusieron esta simplificación de sus famosos postulados: un organismo debe aislarse del animal enfermo. Debe ser posible crecer un cultivo puro. Debe ser posible volver a infectar al animal. Debería ser posible volver a aislar el organismo. Estos postulados todavía se utilizan como base para caracterizar un agente infeccioso, pero deben modificarse en la medida en que es importante enfatizar que la enfermedad producida debe ser similar a aquella de la que se toma el material. Por ejemplo, al usar un sistema de modelo animal, como el ratón, la enfermedad producida puede no ser idéntica en ese animal a la producida en humanos. También es importante que la bacteria o el virus se encuentren en todos los casos del particular malestar. En el caso del trabajo con fiebre amarilla, se aislaron bacterias de la mayoría de las víctimas de fiebre amarilla (no todas, sin embargo) y se afirmó que eran la fuente de la enfermedad. Solo demostrando que no estaba presente en TODOS los pacientes se podría demostrar que no era el agente causal. Ha resultado éticamente difícil llevar a cabo los postulados de Koch en el caso de algunas enfermedades virales que solo infectan a los humanos (p. ej., el virus de la inmunodeficiencia humana [VIH] y la hepatitis C). Si no hay un modelo animal presente, es difícil probar sin lugar a dudas, sin experimentación humana, que un agente específico es la causa de la enfermedad. Los virus de la viruela y el sarampión también son patógenos exclusivamente humanos, y el estudio inicial de la viruela en particular involucró investigaciones no reguladas en sujetos humanos. En tiempos más recientes, y particularmente en la era de las investigaciones impulsadas por el laboratorio, hemos tenido que crear pautas éticas muy específicas. Muchos de los descubrimientos, como el papel de los mosquitos en la transmisión de la fiebre amarilla y la vacunación contra la viruela, involucraron el uso de humanos de una manera que hoy no es aceptable. En 1878, en un artículo leído ante la Academia de Ciencias de Francia, Pasteur presentó evidencia de que la enfermedad era causada por gérmenes discretos. Demostró esto para la bacteria del ántrax (Bacillus anthrax) aislada como se describe anteriormente por Koch. Además, demostró que se requiere un número mínimo de bacterias mediante la dilución en serie, el cultivo de nuevos cultivos en tubos de ensayo y la inyección de material en animales (véanse los postulados de Koch más arriba). El ántrax hoy en día es más conocido como un posible agente de guerra biológica que como una enfermedad del ganado. En 2001, se enviaron sobres que contenían ántrax a través del correo de los EE. UU. a los congresistas y causaron gran pánico. Inicialmente se asumió que se trataba de un caso de bioterrorismo llevado a cabo por terroristas extranjeros, aunque ahora se sospecha que fue obra de un perturbado científico estadounidense. Pasteur también aisló con éxito organismos implicados en la sepsis, que provoca un shock séptico debido al crecimiento de bacterias y las toxinas resultantes en la sangre. Durante este estudio, demostró diferencias entre organismos anaeróbicos y aeróbicos e identificó esporas bacterianas que podrían provocar septicemia (envenenamiento de la sangre). Estas esporas sobreviven durante mucho tiempo fuera del cuerpo. Koch había hecho un hallazgo similar: que el ántrax podía existir en forma de esporas resistentes al calor y la desecación. En un artículo de 1880, Pasteur describió la aplicación de sus hallazgos y técnicas a otras afecciones, en particular forúnculos (forúnculos). Demostró que el pus que se desarrollaba a partir de tales lesiones contenía cadenas infecciosas hechas de células redondas (cocos) y que este organismo también podía cultivarse. Demostró que cada furúnculo contenía cocos que causaban la inflamación y la formación de pus. Estos organismos se inyectaron en conejos y formaron abscesos que contenían pus, y el mismo organismo pudo aislarse nuevamente (postulado de Koch). De gran interés fueron sus observaciones sobre la fiebre puerperal, asociada a mujeres que habían dado a luz recientemente o habían tenido un aborto espontáneo, y que era extremadamente fatal, y el aislamiento de la bacteria que causaba esta enfermedad^[7] (Figuras. 1.8, 1.9). 

Fig. 1.8 Pasteur trabajando en su aboratorio (painting by A. Edelfeldt)

Fig. 1.9 Robert Koch, circa 1900 (from Wikipedia)

Ignaz Semmelweis (1818-1865) (fig. 1.10), que trabajaba de forma independiente en Viena, había demostrado que la fiebre puerperal podía prevenirse lavándose las manos con una solución de cloro y cal y que a menudo los médicos la contagiaban después de la autopsia o después de tratamiento de mujeres enfermas. Semmelweis fue ridiculizado por sugerir que los médicos, parteras o enfermeras lo propagaran. El lavado de manos no era una práctica común y Semmelweis insultó los egos de la profesión médica acusándolos de propagar la bacteria. Sus ideas fueron aceptadas solo después de su muerte, que ocurrió en un manicomio a la edad de 47 años. Solo unas pocas semanas después de estar confinado en el manicomio, sus guardias lo golpearon hasta matarlo^[8]. Se pudo demostrar que el organismo que causa la fiebre puerperal podría cultivarse en conejos. En su artículo de 1880, Pasteur también propuso el uso de antisépticos para matar los organismos infecciosos. Propuso el uso de ácido bórico en lugar del ácido carbólico que se usaba en ese momento. El ácido bórico se usó en el tratamiento de infecciones del tracto urinario mediante inyección en la vejiga. También propuso colocar una compresa empapada en ácido bórico al lado de la cama de cada mujer durante el parto para prevenir la fiebre puerperal. Se demostró que esta infección estaba causada por estreptococos y, en la actualidad, se puede tratar con antibióticos (fig. 1.10).

Fig. 1.10 Estampa húngara en honor a  Ignaz Semmelweis.

1.7 ¿Cómo podemos diferenciar un virus de una bacteria? 

La diferenciación de los virus de otros tipos de organismos causantes de enfermedades se basó inicialmente en el tamaño y la filtrabilidad. Los virus son de 100 a 1000 veces más pequeños que las bacterias, y esto solo se pudo determinar cuando uno comenzó a filtrar cultivos de individuos, plantas o animales infectados. En el siglo XIX y principios del XX se inventaron varios tipos de filtros para purificar el agua y otros líquidos. Estos primeros filtros estaban hechos de tierra de diatomeas de organismos que dejaban una capa de vidrio después de morir, y la materia pequeña pasaba a través de los filtros, pero los organismos más grandes, como la mayoría de las bacterias, hongos, etc., serían retenidos por el filtro. Por tanto, los virus podrían definirse como "agentes filtrables". Estos filtros de porcelana fueron desarrollados en el grupo Pasteur por uno de los colegas de Pasteur, Charles Chamberland (1858-1901), y se denominaron "filtros de Chamberland". Difícil diferenciar los "virus" de las toxinas. El trabajo en el laboratorio de Louis Pasteur, realizado por sus colegas Emile Roux y Alexander Yersin (1863–1943), identificó la toxina que causaba la difteria. Roux y Yersin desarrollaron un antisuero para esta toxina, que se utilizó para salvar la vida de muchos adultos jóvenes afectados por la difteria, una enfermedad mortal. La filtración fue una herramienta importante para diferenciar las bacterias que habían sido retenidas por los filtros de las toxinas y lo que luego se denominó virus. La toxina de la difteria en realidad es producida por una cepa de bacilo que contiene un bacteriófago (virus). La toxina es producida por el virus. Hasta hace muy poco, el concepto de virus como agente filtrable y mucho más pequeño que las bacterias era un dogma aceptado en virología. Sin embargo, en los últimos años se han aislado virus que parasitan protozoos y otras formas de vida inferiores; son tan grandes como bacterias y contienen material genético considerable. Por lo tanto, la idea de que los virus son filtrables, pequeños y contienen una pequeña cantidad de genes ya no es sostenible. Parece haber un continuo de tamaño, desde el picornavirus más pequeño hasta los grandes mimivirus y megavirus, más grande que la bacteria de crecimiento libre más pequeña^[9]. Emile Roux y Louis Pasteur también desarrollaron una vacuna contra el virus de la rabia, un agente filtrable. Esta vacuna se probó en un niño, Joseph Meister, que fue mordido por un perro rabioso y estaba seguro de morir. Le dieron muchas inyecciones de la vacuna en el vientre y sobrevivió al ataque. Hubo mucha controversia en ese momento, ya que algunos consideraron que el tratamiento no era ético porque la vacuna no se había probado adecuadamente^[10]. Sin embargo, el argumento era que sin esto, el niño habría muerto. Aunque Pasteur había realizado experimentos con vacunas en perros, se afirmó que esta no era la vacuna utilizada en el caso del niño. Sin embargo, su éxito condujo a su adaptación como modo de tratamiento hasta hace muy poco y mejoró la reputación de Pasteur. Yersin, investigador del Instituto Pasteur, descubrió la bacteria involucrada en la peste (Peste Negra) en 1894, inicialmente llamada Pasteurella pestis pero rebautizada como Yersinia pestis en 1967. Aisló la bacteria de ratas y demostró que era idéntica a la bacteria asociada con la peste bubónica en humanos. Así se sentaron las bases de la bacteriología y la inmunología sin ver los organismos implicados, y sin diferenciar virus de bacteria.

1.8 Virus vegetales 

También se realizó un trabajo pionero en microbiología sobre el virus del mosaico del tabaco (TMV). Este era un “germen” que causaba áreas de variegación (mosaico) y marchitez de las plantas de tabaco, un cultivo de importancia económica. Muchos virus de plantas, todos específicos de especies, causan síntomas similares, el más famoso de ellos es el virus que causa el abigarramiento de los tulipanes. El patrón que se desarrolló como resultado de la infección tuvo una gran importancia económica. De hecho, fue la rareza de tales tulipanes lo que condujo al concepto de mercado de los futuros y al intercambio de grandes sumas de dinero en el siglo XVII en Holanda (1634-1637), durante un período conocido como tulipomanía. Tales tulipanes no se reproducían de verdad, y el patrón se extinguió de repente. Esto provocó un colapso financiero y puede considerarse como el primer colapso del mercado de valores o el estallido de una burbuja financiera ^[11](Fig. 1.11). 

Fig. 1.11 Un tulipán, conocido como "el virrey", exhibido en un Catálogo holandés de 1637. su bombilla cuesta entre 3000 y 4150 florines (florines), según en el tamaño Un experto artesano en el momento ganado unos 300 florines al año. (http://en.wikipedia.org/wiki/  tulipán_manía)

Nada de esta experiencia histórica relacionada se entendió en el momento en que el TMV se convirtió en un tema de interés científico, y tal vez comercial, en la década de 1890. Adolf Mayer (1843–1942), director de la Estación Experimental Agrícola de Wageningen, Holanda, descubrió por primera vez que el TMV era un agente infeccioso. Se le atribuye ser la primera persona en extraer jugo (savia) de plantas infectadas y utilizarlo como inóculo para infectar otras plantas. Trató de cultivar el organismo, pero no pudo hacerlo crecer en los medios y no era visible en los microscopios entonces rudimentarios. Concluyó erróneamente que el agente era una bacteria que perdía actividad tras la filtración. Dmitri Ivanovski (1864-1920), un Científico ruso, también informó que el agente infeccioso de la enfermedad del mosaico del tabaco era filtrable (1892). Sin embargo, al igual que Mayer, concluyó que debía haber algún problema con el filtro, o que el agente no podía cultivarse in vitro, o era algún tipo de organismo formador de esporas.

Fue Martinus Beijerink (1851-1931) quien hizo el descubrimiento seminal de que el agente era un "fluido vivo contagioso". Dado que los filtros deberían eliminar las bacterias conocidas, utilizó el término "virus" (la palabra latina para ' 'veneno') para describir tales fluidos. TMV pasó a ser una herramienta muy importante en el estudio de la virología y la biología molecular.^[12] Beijerink hizo muchas contribuciones importantes a la microbiología, incluido el descubrimiento de la fijación de nitrógeno, el proceso mediante el cual una bacteria (rhizobium) convierte el nitrógeno en amoníaco, una forma que las plantas pueden metabolizar: ¡un fertilizante orgánico natural! (Figura 1.12). 

Fig. 1.12 Martinus Beijerinck in his laboratory. Delft University Archives, (http://en.wikipedia.org/wiki/ File:Mwb_in_lab.JPG)

1.9 Virus humanos y animales 

El primer virus animal (filtrable) que demostró ser infeccioso fue el virus de la fiebre aftosa (FMDV). Este virus tiene una gran importancia económica, particularmente en la industria láctea de Europa occidental en la actualidad. Mientras investigaba los brotes del virus de la fiebre aftosa en el ganado en 1897–1898, Friedrich Loeffler (1852–1915), (quien había trabajado previamente con Koch y ayudó a formar los “Postulados de Koch”), junto con Paul Frosch (1860– 1928), describió un agente de las viruelas de animales enfermos que no podía cultivarse en los medios diseñados para el cultivo de bacterias. Este agente era filtrable y se pudo demostrar, por dilución, que era infeccioso. Mediante la inoculación secuencial de animal a animal y la dilución en serie, estos investigadores demostraron que no se trataba de una toxina sino de un agente infeccioso. Por lo tanto, FMDV se parecía a TMV en carácter. A principios del siglo XX, se había establecido que los virus eran agentes infecciosos asociados con muchas enfermedades. Como veremos en un capítulo posterior, entre las primeras enfermedades virales que se caracterizaron y previnieron fue la fiebre amarilla, identificada como una enfermedad infecciosa en 1900, aunque pasaron muchos años antes de que se aislara el virus real. Esto tendría que esperar hasta que los virus pudieran crecer en cultivos celulares. 

1.10 Virus y cáncer 

Paralelamente al trabajo descrito anteriormente, se estaban realizando importantes avances en la investigación que relacionaba los virus con el cáncer. La relación entre el cáncer y los virus se descubrió por primera vez en una especie aviar (aves de corral domésticas). Desafortunadamente, la relevancia de la enfermedad en los no humanos, particularmente en los no mamíferos, para los humanos no se comprendió hasta 50 o 60 años después. Ahora sabemos, a través de ejemplos como la "gripe aviar" o la "gripe porcina", que otros animales se ven afectados por los mismos vectores que el hombre, pueden transmitir estos vectores al hombre o actuar como reservorio de estas enfermedades. El primer caso informado de un posible virus relacionado con el cáncer fue la observación realizada en 1908 por dos investigadores veterinarios daneses, Vilhelm Ellerman y Oluf Bang, quienes descubrieron que la leucemia de los pollos podía transmitirse mediante un extracto libre de células. Peyton Rous (1879-1970), del Instituto Rockefeller de Nueva York, informó unos años más tarde que no solo la leucemia sino también los tumores sólidos (sarcomas) eran transmisibles^[13]. Peyton Rous provenía de una familia tejana pobre, se instaló en Baltimore y se licenció en la Universidad John Hopkins en 1900. Debido a un accidente que afectó su salud, trabajó en un rancho de Texas. Al regresar a la escuela de medicina, recibió su título de médico en 1905 y luego trabajó en el Departamento de Patología de la Universidad de Michigan y más tarde en Dresden, Alemania. Posteriormente recibió una beca para realizar investigaciones en el Instituto Rockefeller de Nueva York. El director del Instituto, Simon Flexner, que dirigía los laboratorios de cáncer, le pidió que ocupara su lugar ya que él, Flexner, deseaba dedicar su tiempo a la investigación del poliovirus, y Peyton Rous le sucedió. Mientras trabajaba con tumores espontáneos de pollos, demostró en 1910 que un extracto sin células elaborado a partir del tumor era extracto de diferentes tumores. Así, el trabajo de dos grupos (Ellerman/Bang y Rous) sentó las bases para un análisis de la relación entre tumores y virus. Rous recibió el Premio Nobel de Medicina en 1966, muchos años después de sus descubrimientos. No solo descubrió virus tumorales (el virus del sarcoma de Rous [RSV], el primer prototipo de retrovirus descubierto), su investigación también contribuyó en gran medida a los métodos de almacenamiento de sangre, cruciales durante la Primera Guerra Mundial. Pocos años después de identificar RSV. Pasaron otros 50 años más o menos antes de que se descubrieran los virus causantes de tumores en los mamíferos. 

1.11 Bacteriófago 

El hecho de que todos los organismos pueden albergar virus fue confirmado por el descubrimiento de virus bacterianos, conocidos como bacteriófagos. Estos fueron descubiertos por primera vez por Frederick Twort (1877-1950)^[14] en Inglaterra y por Felix d'Herelle (1873-1949), un canadiense que trabajaba en Francia. En 1910 d'Herelle, trabajando en México, fue alertado de la presencia de disentería en langostas^[15]. Cultivó el organismo de los insectos y observó durante el crecimiento de la bacteria que había áreas de aclaramiento en el cultivo en placas de Petri; sin embargo, no se dio cuenta de la importancia del descubrimiento hasta la Primera Guerra Mundial, cuando estaba trabajando con la shigella, una bacteria que también causaba disentería en humanos. D'Herelle se dio cuenta entonces de que las áreas de limpieza eran placas causadas por un agente filtrable, a saber, una bacteria que infecta virus^[16]. También señaló que el cultivo de bacterias se eliminó durante esta infección, por lo que no quedaron bacterias (o eso parecía). D'Herelle esperaba que dicho bacteriófago pudiera usarse en la terapia contra enfermedades bacterianas^[17]. Esta fue un área activa de investigación en las décadas de 1930 y 1980 en Europa del Este y Rusia y hoy es un área de investigación renovada. La misma idea se presentó en la novela Arrowsmith de Sinclair Lewis, en la que un médico experimenta con bacteriófagos para curar enfermedades comunes^[18]. Mientras trabajaba con cultivos de Staphylococcus aureus (la bacteria que causa el furúnculo común) en 1915, Frederick Twort notó que las colonias de estas bacterias estaban siendo destruidas y, al igual que d'Herelle, descubrió que se formaban placas transparentes. Aisló la sustancia que producía este efecto y descubrió que se transmitía indefinidamente a las generaciones posteriores de la bacteria. Luego sugirió que la sustancia era un virus. Twort no pudo continuar con este trabajo, y la importancia del bacteriófago no se reconoció hasta la década de 1950, cuando se convirtió en una herramienta importante de los biólogos moleculares y revolucionó todo el campo de la biología^[19]. 

1.12 Biología Molecular Moderna 

La comprensión de la organización molecular de los virus comenzó con la cristalización del virus del mosaico del tabaco por parte de Wendell Stanley en 1934. Trabajando con TMV altamente purificado, pudo identificar condiciones en las que las partículas del virus se organizan en una red, de modo que sus características moleculares pueden dilucidarse mediante la difracción de haces de rayos X. Wendell Stanley recibió el Premio Nobel de Química en 1946 por su trabajo seminal. Incluso en ese momento todavía se creía que las proteínas eran el material genético, aunque el virus contenía algunos ácidos nucleicos. No fue hasta un trabajo posterior con bacteriófagos, y simultáneamente con bacterias, que se pudo demostrar que el ácido nucleico contenía la información genética. Estos fueron experimentos que involucraron la transformación del ADN en bacillus^[20], y en experimentos posteriores con bacteriófagos, se pudo demostrar, usando material radiomarcado, que el ADN del bacteriófago ingresaba a las células bacterianas y se replicaba y producía progenie del fago y no de la proteína^[21] que permaneció adherido al exterior de la celda (Fig. 1.13). El advenimiento de la biología molecular moderna se produjo con el análisis del crecimiento y la replicación de los bacteriófagos. Usando bacteriófagos como T2 y lambda, fue posible diseccionar cada etapa de la replicación del virus, el papel del ácido nucleico en el proceso, cuantificar la aparición y el mecanismo de mutación y desarrollar un modelo de fago para el desarrollo de tumores, basado en la observación fundamental de que parte del material genético del fago se integró en el genoma bacteriano. Estos primeros estudios con bacteriófagos y los estudios paralelos  con el cultivo celular y el crecimiento de virus, permitió la cuantificación del crecimiento de virus. El número de científicos involucrados es demasiado para enumerarlos, pero todos los actores principales constituyeron el grupo de fagos, encabezado por Max Delbruck, que se reunió en los Laboratorios Cold Spring Harbor en Nueva York. Más tarde se les unieron James Watson y Francis Crick de la fama de la doble hélice del ADN.

Fig. 1.13 Diagrama del experimento de Hershey Chase ([http://de.wikipedia.org/wiki/Datei: Hersheychaseexperiment.gif] |Fecha = 26 de abril de 2011 |Autor = Thomasione |Permiso = {GFDL-user-w| de|/wikipedia.org|).

1.13 Estudios virales en la década de 1950 

El gran flagelo viral de las décadas de 1940 y 1950 fue el poliovirus. Una campaña en los Estados Unidos, encabezada por March of Dimes, estaba decidida a encontrar una vacuna contra la poliomielitis. Basado en el trabajo anterior de John Franklin Enders y otros, en 1953 Jonas Salk anunció el logro de una vacuna contra la polio^[22]. Salk se convirtió no solo en un célebre científico, sino también en un héroe. Su vacuna se basó en un virus "muerto", a la que siguió dos años más tarde una vacuna rival, la vacuna Sabin, basada en una serie de virus atenuados (debilitados)^[23]. Ambas vacunas tienen sus pros y sus contras, y ambas se siguen usando en la actualidad, aunque en EE. UU. la vacuna Salk se considera más segura ya que no involucra virus que puedan reproducirse. Sin embargo, la introducción de estas vacunas no estuvo exenta de riesgos, ya que el primer lote de la vacuna Salk producida comercialmente contenía algunas partículas de virus inactivadas incorrectamente. Como resultado de estas vacunas, la poliomielitis casi ha sido eliminada, aunque las esperanzas de erradicar por completo el virus se han topado recientemente con reveses. Quienes llevan a cabo la campaña de erradicación han sido asesinados en Pakistán, y en otros países la campaña de inoculación contra la poliomielitis ha sido vista como una amenaza política o cultural. Otra vacuna oral fue desarrollada por Hilary Koprowski y se usó en África, pero no en los EE. UU.^[24]. Esto más tarde condujo a una controversia sobre si el virus del SIDA (VIH) surgió de las células de chimpancé utilizadas para cultivar los poliovirus y, por lo tanto, se introdujo en la población humana. Un gran misterio que rodeaba a los virus era (y hasta cierto punto sigue siendo) su implicación en el cáncer. Se demostró que el virus del sarcoma de Rous, y más tarde otros virus asociados con el cáncer en ratones, eran virus de ARN (en un momento se pensó que la mayoría de los virus eran virus de ADN). En cultivo, estos virus fueron inhibidos por actinomicina D, un fármaco conocido por inhibir la polimerasa de ARN dependiente de ADN, la enzima involucrada en la síntesis de ARNm a partir de ADN, lo que sugiere que estos virus de ARN tenían una etapa de ADN. Aunque esto era difícil de creer, finalmente dos grupos en 1970 descubrieron de forma independiente una enzima en las células infectadas (pero no en las células no infectadas) que copiaba el ARN en ADN mediante un mecanismo complicado. Esta era la "transcriptasa inversa", y se le dio el nombre de "retrovirus" a esta clase de virus. Los dos laboratorios involucrados fueron los de David Baltimore y Howard Temin, compañeros de clase de Swarthmore College en Pensilvania^[25]. Cada uno hizo descubrimientos paralelos de forma independiente y compartió el Premio Nobel por su trabajo. El descubrimiento de esta enzima abrió el camino a los estudios de los virus del cáncer, algunos de los cuales podrían estar relacionados con la leucemia humana (HTLV-1) y más tarde con el VIH, el virus que causa el SIDA. La década de 1970 hasta el presente fue una era de grandes descubrimientos y avances tecnológicos, y la mayoría de los nuevos avances se debieron al surgimiento de la biología molecular. El avance tecnológico es la secuenciación del ADN que permitió la secuenciación del ADN y el ARN de miles de virus. La secuenciación del ADN ahora se puede hacer de forma muy rápida y económica. El desarrollo de la “reacción en cadena de la polimerasa” (PCR) revolucionó la identificación de genes específicos, la medición de la expresión génica y la identificación de virus, porque los ácidos nucleicos que antes escaseaban pueden amplificarse y estudiarse cuidadosamente. Los anticuerpos específicos podrían fabricarse en células cultivadas (hibridomas) utilizando técnicas de cultivo celular. Se descubrieron nuevos virus emergentes y se vincularon con enfermedades o plagas específicas (como el Ébola, el VIH, Nypah, Hantan, todos los cuales se conocen como "virus emergentes"). 

1.14 ¿Cuál es la situación de algunas enfermedades virales? 

Viruela. Esta es la única enfermedad viral que ha sido eliminada en todo el mundo. Sin embargo, todavía existe el temor de que este virus sea utilizado en la guerra biológica o por terroristas; por lo tanto, se necesitan reservas de la vacuna, y se necesitan nuevos métodos de producción de la vacuna en cultivo para el almacenamiento. Aunque la vacunación se ha detenido, ahora hay llamados para que se reintroduzca. 

Sarampión. Una vacuna eficaz ha estado disponible desde 1963; esta enfermedad podría eliminarse con un esfuerzo mundial. Sin embargo, los falsos rumores basados en ciencia deficiente que relacionan la vacuna con el autismo inhibieron el programa de vacunación durante algún tiempo. Se demostró que el vínculo con el autismo era falso. 

Influenza. Hay vacunas específicas de cepas disponibles, pero periódicamente surgen nuevas variantes de cepas y existen importantes vacunas en animales. Reservorios a nivel mundial (aves acuáticas). Nuestra batalla contra la gripe, incluida la gripe pandémica, será continua en el futuro previsible. Cada año se producen nuevas vacunas según las predicciones, y se están probando clínicamente tecnologías más nuevas, como la clonación de genes virales específicos que dan como resultado vacunas más nuevas. 

Polio. Hay vacunas eficaces disponibles. Los científicos son optimistas de que esta será la segunda enfermedad viral en desaparecer por completo. Sin embargo, existen problemas culturales y de resistencia a la vacunación en ciertas partes del mundo. Actualmente, los esfuerzos se centran en reemplazar la vacuna Sabin con la vacuna Salk con la esperanza de eliminar el poliovirus atenuado, aunque la vacuna Sabin oral tiene un efecto de "rebaño" y, por lo tanto, puede propagarse en una población y ser más útil en los países del Tercer Mundo. La vacunación se ha visto retrasada por las guerras civiles y la desconfianza en los motivos de la vacunación. VIH. Se está realizando un esfuerzo masivo para desarrollar vacunas. Existen medicamentos efectivos que pueden ser costosos y tóxicos, pero permiten una vida normal y una condición crónica. La propagación mundial continúa a través del contacto sexual y el uso de drogas recreativas. Se estima que 250.000.000 de personas se han infectado hasta el momento, con más de 30 millones de muertes. Sin embargo, con los cambios en el comportamiento sexual en algunas partes del mundo, el uso de condones y el fomento de la circuncisión masculina, esta enfermedad está en declive. Con el tiempo, los medicamentos antirretrovirales estarán más disponibles y serán más baratos. En los EE. UU., la enfermedad ahora se considera a menudo una infección crónica que da una sensación de falsa seguridad, que la enfermedad ya no es peligrosa o letal. Ébola. Actualmente no existe ninguna vacuna. Existe la necesidad de identificar el reservorio anfitrión, posiblemente murciélagos. Se está desarrollando una vacuna. Hepatitis C. Esto ahora se considera el desafío número uno en los EE. UU. y otros países desarrollados. Propagada por el uso de agujas compartidas entre consumidores de drogas, lleva mucho tiempo, tal vez de 10 a 20 años, antes de que se reconozcan los síntomas de la enfermedad; puede conducir al cáncer de hígado. Se están descubriendo nuevos virus y entrando en la población humana continuamente. A medida que el hombre se muda a nuevos entornos o cambia las costumbres sociales, es probable que nuevos virus aprovechen estas situaciones y conduzcan a nuevas pandemias.

1.15  Definición de virus 

Los virus se construyen a partir de secuencias cortas de ácido nucleico, ya sea ADN o ARN envuelto en una cubierta de proteína. Hasta la invención del microscopio electrónico, era imposible visualizar un virus. Los primeros virus que se visualizaron fueron los bacteriófagos, que parecían tener una estructura similar a la cabeza y la cola. Solo el ácido nucleico entró en la célula bacteriana a través de la cola. Los virus animales se describieron como esféricos o con forma de bastón; se unieron a los receptores y fueron absorbidos por la célula. Después de la cristalización del virus del mosaico del tabaco, hubo mucha discusión sobre si los virus eran organismos "vivos"; la controversia continúa hasta el día de hoy. Aunque los virus se definieron en parte sobre la base del tamaño y la filtrabilidad, recientemente se han aislado virus mucho más grandes que los virus tradicionales. Los estudios de replicación viral indican que la mayoría de los virus se autoensamblan como resultado de interacciones entre las proteínas virales para formar una cápside viral que interactúa con el ácido nucleico para formar el todo. En este capítulo se presenta el ciclo de replicación viral y la síntesis. Se ha propuesto la clasificación viral en un esquema de Linneo, pero los métodos más nuevos que utilizan homologías de ácidos nucleicos están cambiando la clasificación. Los virus se propagan en la población humana por varios medios, incluidas las partículas en el aire, el contacto fecal-oral, la ropa, los insectos y el contacto con otros animales (zoonosis).

Aunque los virus tienden a ser diversos en cuanto a las enfermedades que causan y los órganos que atacan, todos los virus tienen una estructura unitaria y consisten en proteínas y ácido nucleico. Algunos virus también están encerrados en una envoltura membranosa lipídica (Fig. 2.1). 

Fig. 2.1 Virus del papiloma-16 y virus del dengue (ICTVdB galería de Imag1 con permiso). El virus del dengue es un virus envuelto.

Su modo de replicación no es binario (uno se divide en dos, dos se dividen en cuatro, etc.), como en la mayoría de los demás organismos, sino que ocurre como una explosión de miles de partículas virales de un solo virus en un corto período de tiempo. El número de virus medios o sangre. Este modo de replicación por sí solo hace que los virus sean únicos. Todas las demás formas de vida contienen ADN como material genético y ARN como mensaje o intermediario para la formación de proteínas u otras estructuras. Los virus también son únicos porque contienen ARN o ADN como material genético. Hasta la fecha, no se ha descubierto ningún virus que contenga ambos tipos de ácido nucleico como material genético, aunque ambos tipos se utilizan durante la replicación del virus en la célula. Los virus no contienen ribosomas, mitocondrias u otros orgánulos similares a células y, por lo tanto, son completamente parásitos. Dado que no pueden replicarse sin los procesos metabólicos de la célula huésped, son parásitos genéticos. Esto diferencia a los virus de las bacterias u otros microorganismos unicelulares (p. ej., protozoos), la mayoría de los cuales pueden replicarse en cultivo por sí mismos, aunque también pueden ser parásitos. Otra característica que distingue a los virus de otros organismos en general es su pequeño tamaño y su capacidad para atravesar filtros. Este fue ciertamente un criterio importante en los primeros días de la virología, aunque recientemente se han descubierto virus grandes. Los filtros hechos de tierra de diatomeas (tierra de diatomeas), ampliamente utilizados a principios del siglo XX, no retenían los virus. Esta característica se usó originalmente como la característica principal para diferenciar un virus de una bacteria, un hongo o un protozoo. André Lwoff, un microbiólogo francés (que estudió la lisogenia, que es la inserción del ADN del bacteriófago en el cromosoma de un huésped), definió un virus en términos negativos, utilizando las siguientes características^[26]: 

Poseer un solo tipo de ácido nucleico. 

Multiplicando en la forma de su material genético, es decir, ya sea ARN o ADN. Esto no es estrictamente cierto, ya que el virus de la hepatitis B es un virus de ADN pero se replica como un intermediario de ARN. Los retrovirus son virus de ARN pero se replican a través de un ADN. 

Incapaz de experimentar fisión binaria y 

Carente de un sistema de energía, incluyendo mitocondrias y ribosomas. Esta es una definición negativa y enfatiza la naturaleza no celular de los virus. Entonces, fundamentalmente, un virus es un paquete de información genética protegida por una cubierta de proteína para ser entregada a una célula huésped para ser expresada y replicada. Eventualmente, el virus se hace cargo de la célula por completo para su propia replicación y, en el proceso, puede matar (lisar) la célula o, en el caso de los virus tumorales, puede alterar la célula de forma permanente^[27].

Era imposible definir un virus en términos de forma o características físicas hasta que se podía ver uno; esto tuvo que esperar al desarrollo del microscopio electrónico. En 1931, dos científicos alemanes, Ernst Ruska y Max Knoll, inventaron el microscopio electrónico (Fig. 2.2). Esta fue una gran mejora con respecto al microscopio óptico y permitió realmente "ver" virus. Sin embargo, una desventaja importante es que la preparación para visualizar el material por EM puede distorsionar la muestra porque no se puede usar material viable. El EM, en su forma actual, utiliza electrones acelerados en el vacío, dirigidos a la muestra, y proporciona un contorno de la estructura en una placa fotográfica sensible a los electrones. Ernst Ruska luego se trasladó a la empresa Siemens en Alemania, donde se desarrolló el primer microscopio electrónico comercial. Recibió el Premio Nobel de Física en 1986. 

Fig. 2.2 Primer microscopio electrónico inventado por Ruska y Knoll 

1.16 ¿Están vivos los virus? 

Desde la cristalización de los virus en 1935, ha habido controversia sobre si los virus están vivos o inanimados. La mejor analogía es la de una semilla. ¿Está viva una semilla de frijol? Tiene las propiedades de la vida bajo ciertas circunstancias, pero puede mantenerse en estado inerte durante años. Tan pronto como se planta en las condiciones apropiadas, se vuelve "vivo". Un virus difiere en que no puede reproducirse a menos que esté en una célula huésped. Por lo tanto, uno puede pensar en el virus como el frijol y la célula huésped como el suelo. Los virus utilizan el metabolismo de la célula huésped, aunque hay virus grandes, como el de la viruela, que portan genes similares a los de la célula huésped, que codifican enzimas metabólicas, y algunos genes imitan a los de la célula huésped y, por lo tanto, interrumpen el metabolismo celular actuando como señuelos. Estos productos virales se denominan virokinas. Sin embargo, incluso tales virus no pueden multiplicarse por sí solos, ya que necesitan componentes celulares para su replicación y un aparato de síntesis de proteínas. ¿De dónde vienen esos genes imitadores? ¿Se derivaron estos genes de la célula huésped ya que imitan las funciones del huésped e interfieren con estas funciones, o fueron adquiridos por el huésped hace eones del virus? (Esta es una pregunta controvertida y abierta). Por lo tanto, el virus está al borde de la vida y puede existir en dos estados: un estado inerte y un estado vivo. En 2004, se descubrió un virus grande (Mimivirus) en una cepa de ameba.^[28] Se considera y se denomina virus porque no puede replicarse fuera de su huésped y, aunque porta genes para muchas funciones metabólicas, no codifica genes ribosómicos, lo que lo hace dependiente de la célula huésped para la síntesis de proteínas. Es tan grande como muchas bacterias, pero a pesar de esto, parece ser otro ejemplo de una entidad en el límite entre las formas vivas e inertes. Hay que considerar un continuo desde el químico inerte (químico orgánico) hasta los más complejos con capacidad de reproducirse, que luego dan vida. La definición de vida o viviente es arbitraria (ver el capítulo 4 sobre bacteriófagos), y diferentes científicos y filósofos la definen de diferentes maneras. El descubrimiento del Mimivirus ha dado lugar a la discusión sobre si se trata de un ancestro de otros virus o es el resultado de genes que se separan del huésped y se vuelven independientes. En la Fig. 2.3 se muestra una micrografía electrónica de Mimivirus y en la Fig. 2.4 un esquema. Este virus tiene una cápside icosaédrica de 400 nm de diámetro y fibras estrechamente empaquetadas de 125 nm de largo que se proyectan desde la superficie de la cápside (750 nm de longitud total). La cápside contiene el núcleo interno rodeado por una capa lipídica interna. Un eje quíntuple muestra una estructura en forma de estrella de mar. 

Fig. 2.3 Micrograph of Mimivirus (ICTVdB).

1.17 Estructura viral 

Los virus tienen dos formas principales, como se ve en las micrografías electrónicas: esféricos o en forma de bastón. Algunos virus están desnudos, mientras que otros tienen una cubierta lipídica a su alrededor, a menudo derivada de la célula huésped . En algunos casos, los virus se acercan a la forma de sólidos regulares. En algunos de estos virus, 20 réplicas de las mismas proteínas forman la cápside. Esta puede ser una sola proteína, o tres o muchas proteínas, que interactúan espontáneamente cuando están en contacto angulado de modo que la estructura completa adquiera la forma de un icosaedro regular.

Fig. 2.4 Estructura de Mimivirus (ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatics.

Fig. 2.5 Estructura de adenovirus. Note Tenga en cuenta los peplomeros (picos) de los vértices y peplomeros libres  (ICTVdB picture gallery).

Las Figuras 2.1, 2.4, 2.5 y 2.6 ilustran la forma básica de los virus icosaédricos. Los virus esféricos existen en dos clases: sin envoltura, pero pueden tener uniones a los vértices (esquinas) del icosaedro (ver figura de adenovirus); o envuelto. Todas las células vivas de los mamíferos están cubiertas por una membrana; la viabilidad de la célula depende de la integridad de esta membrana. Por lo tanto, los virus envueltos que salen de la célula deben permitir que esta membrana permanezca intacta si la célula quiere sobrevivir, o incluso si la célula finalmente muere. Esto se logra mediante la gemación de la nucleocápsida viral a través de la membrana, durante la cual el virus se recubre con una envoltura lipídica derivada de la membrana de la célula huésped o membrana modificada (ver Fig. 2.7, 2.8). Algunos virus tienen forma de bastón, como lo ilustran el virus del mosaico del tabaco (TMV) y el virus de la estomatitis vesicular (VSV). En el caso de TMV, esta barra está formada por unidades repetitivas de una proteína de cubierta única que encierra el ácido nucleico de la Fig. 2.9. Dado que los virus utilizan la misma proteína repetidamente para su estructura, requieren muy pocos genes. Para replicarse, necesitan genes que codifiquen la proteína de su cubierta y la replicación. Por lo tanto, muchos virus, como el poliovirus, pueden contener solo suficiente ácido nucleico para 5 o 6 genes. En algunos casos, el mismo ácido nucleico codifica para diferentes proteínas iniciando la "lectura" en varios lugares de la cadena nucleica, o utilizando ambas cadenas de ADN. En la mayoría de los casos, los virus se autoensamblan. Aparte de unos pocos bacteriófagos en los que existe una proteína de andamiaje, las proteínas virales interactúan entre sí o con el ácido nucleico casi como si tuvieran propiedades magnéticas para formar espontáneamente una estructura estable.

Fig. 2.6 Esquema de la estructura del adenovirus que muestra proteínas icosaédricas y peplómeros (picos) (Cortesía de ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatics.

Fig. 2.7 Virus envuelto, como el poxvirus (vaccinia) (ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatic

La capacidad de autoensamblaje está influenciada tanto por el pH (acidez o condiciones básicas) como por las concentraciones de sal. Las cápsidas del poliovirus se autoensamblarán en el tubo de ensayo a partir de partículas subvirales. Los experimentos clásicos han demostrado que la mezcla del ARN del virus de la hierba ribereña de Holmes y la proteína del virus del mosaico del tabaco da lugar a un virus viable. La especie propagada dependerá de la fuente del ARN, en este caso, el ARN del virus de la hierba ribereña de Holmes^[29].

Fig. 2.8 Poxvirus envuelto (a) y eliminación de la membrana con detergente y agente reductor. Tenga en cuenta los restos del núcleo interno (b) (ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatics.

Fig. 2.9 Virus del mosaico del tabaco (ViralZone, SIB Instituto Suizo de Bioinformática e ICTVdB). Varillas helicoidales rígidas no envueltas con simetría helicoidal. El virión tiene aproximadamente 18 nm de diámetro y 300-310 nm de longitud.

La capacidad de autoensamblarse facilita la reconstrucción de virus en el tubo de ensayo, y se ha hecho para la poliomielitis y otros virus. La figura 2.10 ilustra el autoensamblaje de la cápside de la hepatitis B. Por lo tanto, los virus son pequeñas partículas que contienen solo unos pocos genes que logran controlar la maquinaria de síntesis de proteínas del huésped para producir más virus. Fuera de la célula viva, son completamente inertes y solo se pueden ver en alta resolución mediante microscopía electrónica.

Fig. 2.10 Self-assembly of hepatitis B virus (courtesy of A. Zlotnick, Indiana University)

1.18 Ácidos nucleicos 

Existen dos tipos de ácido nucleico en la naturaleza: el ADN y el ARN. En los humanos, como en todos los organismos replicantes (arqueas, bacterias y eucariotas), los genes que componen los cromosomas son hebras de ADN. Los virus contienen ARN o ADN como material genético. El ADN en la mayoría de los organismos es una estructura de doble cadena, basada en el emparejamiento de Watson y Crick; sin embargo, en los virus, el ADN y el ARN pueden ser monocatenarios o bicatenarios. Dado que el genoma viral es pequeño, y en muchos casos consta de unos pocos genes, algunos de los cuales codifican enzimas involucradas en la replicación, hay una cantidad limitada de material genético. El virus único se conoce como el "virión". Consta de una cubierta externa (cápside proteica o membrana), cuya función es proteger la información genética del daño físico, químico o enzimático, y una nucleocápside que contiene la información genética y cualquier enzima replicante requerida. La superficie exterior del virus también es responsable del reconocimiento y la unión a la célula huésped. Inicialmente, esto toma la forma de unión de una proteína de unión de virus a una molécula receptora celular. Uno puede imaginar esto como un mecanismo de llave y cerradura. Una vez que el virus se adhiere a la célula, es engullido a través de la membrana celular y la cubierta viral se elimina en pequeñas vesículas celulares, lo que libera el ácido nucleico viral en el citoplasma para su replicación (fig. 2.11). En el caso del bacteriófago, la cubierta viral no se introduce en la célula, sino que el material genético se inyecta en la célula bacteriana como si se tratara de una jeringa, quedando las proteínas del bacteriófago adheridas a través de sus colas. 

Fig. 2.11 Modo de unión y captación del virus en la célula de mamífero. Tenga en cuenta la diferencia entre virus envuelto y no envuelto (ViralZone, SIB Swiss Institute of Bioinformatics).

1.19 Clasificación de los virus 

Los nombres comunes de los virus están asociados en muchos casos con el lugar donde se aisló el virus por primera vez (p. ej., Ébola es el lugar en el Congo donde se reconoció la enfermedad por primera vez); el órgano del que se aísla el virus (p. ej., adenovirus de las adenoides); los síntomas del virus (pox virus, fiebre amarilla); o, finalmente, con los nombres de las personas que aislaron e identificaron el virus (por ejemplo, Epstein-Barr). Usar los síntomas causados por un virus puede generar confusión. Hay muchos virus que causan lo que generalmente llamamos hepatitis. Por ejemplo, la hepatitis A por picornavirus causa ictericia común, una enfermedad autolimitada; la hepatitis B causa hepatitis sérica asociada con transfusiones de sangre; y hepatitis C, un flavivirus, transmitido a través de la sangre y los productos sanguíneos, que eventualmente causa cirrosis hepática y cáncer de hígado. Se han hecho muchos intentos para clasificar los virus, siguiendo el esquema clásico de Linnaeus, el eminente botánico sueco. Sin embargo, dado que los virus son bastante invisibles y los conocemos por las enfermedades que causan o por su forma en micrografías electrónicas, ha sido muy difícil relacionarlos entre sí. Los métodos de clasificación más nuevos dependen de la estructura molecular del virus, el tipo de ácido nucleico y el modo de replicación. 

1.20 Ciclo de replicación del virus 

A nivel molecular, la infección de una sola célula con un virus puede resultar en la síntesis de miles de partículas virales. Cuando un virus mata una célula en cultivo, se denomina infección lítica y en todo el organismo, como en un ser humano, una infección aguda. Ejemplos de este tipo de infección son el poliovirus, el virus del resfriado común (rinovirus) y la viruela. Dichos virus "matan" al huésped o eventualmente son controlados por el sistema inmunitario y, por lo tanto, son autolimitantes. Algunos virus persisten durante un largo período de tiempo, dando lugar a infecciones crónicas. No sabemos por qué sucede esto, ya que en muchos casos los componentes del sistema inmunológico parecen estar funcionando normalmente. Es posible que el virus tenga la capacidad de ‘‘amortiguar’’ la actividad del sistema inmunitario o las primeras líneas de defensa frente a la infección, como el interferón. Este parece ser el caso de un virus como el de la hepatitis C, que es capaz de anular el sistema de interferón (al menos en células cultivadas) y posiblemente también interfiere con la actividad de las células inmunitarias in vivo, lo que permite la persistencia del virus. Otros virus pueden integrarse en el genoma del huésped, dando como resultado la transformación celular o la formación de tumores. Dichos virus interfieren con el ciclo celular y la replicación celular. El cáncer de cuello uterino es causado por un virus del papiloma, que altera el ciclo celular a su favor. El VIH se integra en el cromosoma humano, por lo que es imposible erradicarlo por completo. Otros virus, como los virus del herpes, establecen una infección duradera, pero también tienen una fase aguda, la formación de herpes labial en o cerca de la boca, o lesiones genitales, y una fase latente en la que el virus se “esconde” en las neuronas, ya sea en el soma o en los axones. La varicela, también un virus similar al herpes, puede permanecer latente durante años y luego brotar como culebrilla, generalmente cuando el sistema inmunitario está comprometido, por ejemplo, durante la quimioterapia contra el cáncer o durante la infección por SIDA. 

El ciclo de vida típico de un virus es el siguiente: el virus interactúa con su célula diana e introduce su ácido nucleico en la célula. La interacción se produce mediante la unión del virus a un dominio receptor único en la membrana celular (fig. 2.11). Este receptor es un componente normal de la célula y puede tener otras funciones. Las proteínas del virus se fabrican y modifican el metabolismo de la célula huésped para que ya no se produzcan proteínas del huésped o el ciclo de replicación de la célula huésped se vea afectado. Todo esto es para permitir que el virus produzca más de sí mismo, desviando así el metabolismo celular hacia la producción de virus. Las proteínas virales se producen en una parte de la célula, el ácido nucleico replicado en otra, y de alguna manera se encuentra, interactúan y forman partículas virales que son expulsadas de la célula. Estos virus luego infectan las células cercanas. Inmediatamente después de la infección in vivo, el cuerpo reacciona produciendo interferón y otras moléculas potenciadoras del sistema inmunológico conocidas como citoquinas, que son la primera línea de defensa contra el virus; esta respuesta se llama “inmunidad innata”. La inmunidad adaptativa, la producción de anticuerpos para un virus específico, no ocurrirá hasta mucho más tarde (10 a 21 días). Los síntomas generalmente ocurren unos días después de la infección, aunque durante este período asintomático una persona puede ser infecciosa. Esto es particularmente cierto en el caso de virus como el VIH, donde los síntomas evidentes pueden no presentarse durante bastante tiempo. 

1.21  ¿Cómo se propagan los virus? 

Al discutir el modo de transmisión viral, se debe considerar el tropismo del virus en los tejidos o en los órganos. Los virus se unen a los sitios receptores en las células de un tejido específico. Es la presencia de estos sitios receptores lo que hace que un animal o una célula sean susceptibles al virus. El virus contiene proteínas únicas, ocasionalmente como proyectiles de superficie que interactúan específicamente con los receptores. Por lo tanto, algunos virus, como el virus de la hepatitis, atacan el hígado y ningún otro tejido. Otros virus, como el virus del resfriado común (rinovirus), se han adaptado a temperaturas corporales más frías e infectan el revestimiento de la nariz, que es más frío que el resto del cuerpo. Las mutaciones en un receptor, o la falta del mismo, pueden generar resistencia a la infección por el virus. Las personas que carecen de sitios de receptores de quimiocinas específicos, como CXCR4 y CCR5, son resistentes a la infección por VIH debido a la incapacidad del virus para unirse a las células que carecen de estos receptores. Los científicos dividen el modo de propagación del virus en dos categorías: contacto directo y contacto indirecto. El contacto directo incluye la transmisión sanguínea, la transmisión fecal-oral, la transmisión aérea por gotitas o aerosoles, el contacto con ropa de cama, ropa, etc. y vectores (generalmente mosquitos u otros insectos)^[30]. La propagación por contacto indirecto incluye casos en los que la mucosidad de la secreción nasal puede llegar a las manos, o el virus puede quedar en una superficie como la perilla de una puerta, un teléfono o una encimera, y es recogido por una segunda persona, que luego se toca los ojos o nariz, lo que resulta en una infección (fomites). Por ejemplo, el citomegalovirus (un virus de la clase del herpes) puede transmitirse entre niños si un niño babea sobre un juguete y otro niño lo recoge y luego se lleva las manos a la boca o a los ojos. Los virus se pueden transmitir en gotitas; sin embargo, el área cubierta no es muy grande, generalmente solo unos pocos pies, dependiendo del tamaño de las gotas. (La excepción puede ser en los aviones, donde las gotitas del virus pueden persistir y propagarse en el confinamiento seco y cerrado). Un ejemplo de transmisión vehicular común podría ser cuando muchas personas consumen un alimento contaminado con hepatitis A y todas se enferman. La transmisión vectorial es un medio de transmisión muy común; los casos mejor estudiados incluyen la fiebre amarilla, el virus del dengue y la fiebre del Nilo Occidental, todos virus transmitidos por mosquitos. Los muchos modos por los cuales los virus se transmiten se resumen en la Tabla 2.1.

Tabla 2.1 Modo de transferencia de virus

1.22  Propagación por aerosol y aire 

Al estudiar la propagación de virus respiratorios, los científicos se han concentrado en el virus sincitial respiratorio (VSR), la influenza y los rinovirus, los tres virus que se encuentran más comúnmente en hogares, hogares de ancianos, instituciones y escuelas. El RSV es la infección respiratoria más común en niños en todo el mundo. La asistencia a la guardería asegura que un niño se infectará con RSV durante los primeros años de vida, y la infección provoca que entre el 0,05% y el 1% de los niños sean hospitalizados con bronquitis. Aunque se esperaría que la transmisión del RSV fuera por partículas en el aire, este no parece ser el caso. La transmisión tiene lugar por contacto, tanto directo como indirecto. En experimentos diseñados los bebés muy sintomáticos que producían abundantes secreciones eran colocados en cunas. Tres categorías de enfermeras voluntarias entraron en la sala. Los “cuddlers” jugaban con el bebé, le cambiaban el pañal y realizaban otros cuidados de rutina. Los "tocadores" no tocaron al bebé, pero tuvieron un amplio contacto con el entorno del niño, que había estado muy contaminado con secreciones. Los “cuidadores” se sentaron junto a la cuna leyendo un libro durante 3 h pero no tocaron nada en el entorno inmediato. Cinco de los siete "abrazos", cuatro de los diez "tocadores" y ninguno de los 14 "cuidadores" desarrollaron infección por RSV. Por lo tanto, la transmisión no parecía ser por el aire, ya que ninguna de las enfermeras que estaban sentadas junto a los niños estaba infectada. Las demás enfermeras se contagiaron ya sea por contacto directo con el niño, o por secreciones que estaban en la cuna u otros objetos manipulados por el niño. Niños con RSV secreta grandes cantidades de virus, que pueden ser viables hasta 7 h en mesas u otras superficies (Fig. 2.12). El RSV a menudo se transmite en los hospitales (propagación nosocomial) debido a la falta de un lavado de manos minucioso después de tocar a niños infectados. Es importante que todas las superficies se laven con un compuesto antiviral eficaz después de la exposición a niños con RSV. Los detergentes que contienen alcohol son efectivos para destruir el RSV, y cualquier persona en contacto con esta infección debe usar guantes como barrera contra la infección. Los rinovirus siguen un patrón similar. Un estudio  mostró que las personas enfermas dejan virus del resfriado en las cosas que tocan, como manijas de puertas, bolígrafos e interruptores de luz^[31]. Se ha descubierto que los adultos con resfriados por rinovirus adquiridos de forma natural contaminan el 35 % de las superficies ambientales de las habitaciones de hotel después de pasar la noche ocupadas, utilizando la reacción en cadena de la polimerasa con transcriptasa inversa (RTPCR) para detectar el ARN viral. Además, el ARN viral en las superficies (interruptor de luz, botón del teléfono y auricular del teléfono) podría transferirse a la punta de los dedos durante las actividades de la vida diaria. Aunque RTPCR mide la contaminación del ARN viral, los experimentos paralelos que prueban el crecimiento del virus en cultivos celulares arrojaron resultados similares. El virus se puede encontrar en estos objetos hasta por 18 h. Sin embargo, hay dos conjuntos de datos contradictorios sobre cómo se propagan los rinovirus, uno que sostiene que el virus se propaga predominantemente por contacto indirecto a través de las secreciones nasales, el otro que el principal modo de transmisión es a través de aerosoles. Los estudios de la Universidad de Wisconsin han demostrado que cuando las personas resfriadas se mantienen en la misma habitación que las personas no infectadas, el virus se propaga por aerosol, pero no tan rápido como se esperaba. Puede tomar horas de exposición para que otros contraigan el resfriado. Sin embargo, en estos experimentos, el virus no fue detectable en los chips del juego, lo que sugiere que, en el caso de una infección por contacto, se necesitan grandes cantidades de secreción fresca^[32]. Por lo tanto, nuevamente, lavarse las manos debería ser efectivo contra la propagación de este virus. En las últimas semanas de la primavera de 2009, aparecieron Imag1 en la prensa y la televisión de todo el mundo de personas que usaban mascarillas para prevenir la propagación de la influenza (H1N1). La gripe se transmite predominantemente por gotitas que pueden viajar como Fig. 2.12 Título medio y duración de la recuperación del virus respiratorio sincitial (RSV) de la piel (manos) y cuatro superficies ambientales que estaban contaminadas con RSV tanto en secreciones nasales adultas normales medias como agrupadas.^[33] Propagación por aerosol y aire hasta seis pies y desde superficies contaminadas con secreciones nasales. Los adultos pueden propagar el virus 1 día antes de enfermarse y hasta 7 días después de que comience la infección. Los niños pueden transmitir el virus durante más tiempo. Para evitar la propagación del virus, las personas deben mantenerse alejadas de los enfermos y quedarse en casa si están enfermas. También es importante lavarse las manos con frecuencia con agua y jabón; si no está disponible, use un desinfectante para manos a base de alcohol. La ropa de cama, los utensilios para comer y los platos pertenecientes a los enfermos no deben compartirse sin lavarlos bien. Los utensilios para comer se pueden lavar en el lavavajillas o a mano con agua y jabón, y no es necesario lavarlos por separado. Además, las superficies que se tocan con frecuencia deben limpiarse y desinfectarse en el hogar, el trabajo y la escuela, especialmente si alguien está enfermo. Las infecciones secundarias con neumonía a menudo ocurren durante una epidemia de influenza. Durante un brote normal, la gripe ataca a los ancianos. Ha habido epidemias en las que los miembros más jóvenes de la sociedad son el objetivo, y la gran pandemia de 1918 atacó principalmente a personas de 20 a 30 años. Los experimentos indican que el virus de la influenza puede permanecer activo en varias superficies durante algunos días, según el tipo de superficie. La propagación del virus de la influenza se puede inhibir hasta cierto punto mediante el uso de mascarillas quirúrgicas. 

1.23 Propagación fecal-oral 

El virus que más se propaga por este medio es el Norwalk (norovirus). Estos virus han estado en las noticias recientemente debido a las infecciones que se han producido en los cruceros. El virus Norwalk recibió su nombre de Norwalk, Ohio, donde hubo un brote en la década de 1970. Dado que hay muchas especies de norovirus, este es ahora el nombre oficialmente aceptado. Este virus estomacal ocupa el segundo lugar (después del resfriado común) en la aparición de enfermedades virales en los Estados Unidos. Los centros para el control de enfermedades (CDC) informaron más de 267 millones de casos de diarrea en 2000, y se estima que entre el 5 y el 17 % de estos pueden haber sido causados por un norovirus. Los cruceros no son el único lugar donde uno puede contraer este desagradable virus; de los 348 brotes notificados a los CDC entre 1996 y 2000, solo el 10 % se produjeron en lugares de vacaciones. Los restaurantes, hogares de ancianos, hospitales y guarderías son los lugares más propensos a contraer una infección por norovirus. Los síntomas de la enfermedad por norovirus generalmente comienzan entre 24 y 48 horas después de la exposición al virus, pero pueden aparecer tan pronto como 12 horas después de la ingestión de alimentos contaminados. Las personas infectadas con el norovirus son contagiosas desde el momento en que comienzan a sentirse enfermas hasta al menos 3 días después de la recuperación. Algunas personas pueden ser contagiosas hasta por 2 semanas. Por lo tanto, es particularmente importante que las personas practiquen un buen lavado de manos después de haberse recuperado recientemente de un norovirus. La principal fuente de contaminación son las verduras de hoja verde como la lechuga, la fruta fresca y los mariscos. Las precauciones más importantes contra el norovirus son lavarse las manos, lavar la ropa y las mantas contaminadas y cocinar los mariscos a altas temperaturas. Otro virus que se contagia por este medio, a partir de la diarrea y los vómitos, es el rotavirus. Este virus ocurre predominantemente en niños, aunque ha habido brotes en adultos. También ocurre repentinamente con un brote de fiebre, vómitos y calambres estomacales, y suele durar unos días. En un momento fue la principal causa de muerte de niños pequeños en los EE. UU. Desde el advenimiento de una vacuna en 2005, su gravedad ha disminuido. Antes de 2005, casi todos los niños en los EE. UU. Estaban infectados con rotavirus antes de cumplir los cinco años. En el período previo a la vacuna, el rotavirus fue responsable de más de 400 000 visitas al médico; más de 200,000 visitas a la sala de emergencias; 55 000–70 000 hospitalizaciones; y 20-60 muertes en niños menores de 5 años (CDC). Muchos otros virus, como el de la poliomielitis, se propagan por vía fecal-oral y se analizan por separado. 2.10 Ruta de los insectos El virus del dengue es una de las principales causas de enfermedad y muerte en los trópicos y subtrópicos. Hasta 400 millones de personas se infectan anualmente con el virus del dengue, que es causado por cualquiera de los cuatro virus relacionados que transmiten los mosquitos. No existe una vacuna para prevenir la infección por el virus del dengue, y la medida de protección más efectiva es evitar las picaduras de mosquitos. Cuando se infecta, el reconocimiento temprano y el tratamiento de apoyo inmediato pueden reducir sustancialmente el riesgo de complicaciones médicas y muerte. Se estima que 2500 millones de personas viven en más de 100 países endémicos y áreas donde se pueden transmitir los virus del dengue. Anualmente ocurren hasta 50 millones de infecciones, con 500.000 casos de dengue hemorrágico y 22.000 muertes, principalmente entre niños. Antes de 1970, solo nueve países habían experimentado casos de fiebre hemorrágica del dengue (FHD); desde entonces, el número se ha multiplicado por más de cuatro y continúa aumentando (ver mapa en la Fig. 2.13) (Organización Mundial de la Salud). Durante el siglo XIX, el dengue era considerado una enfermedad que provocaba epidemias esporádicas a intervalos largos, reflejo de la lentitud del transporte y la limitación de los viajes en aquella época. El dengue ha surgido como un problema mundial desde la década de 1950, y en los últimos 50 años, la incidencia se ha multiplicado por 30. Aunque el dengue rara vez se encuentra en los Estados Unidos continentales, es endémico en Puerto Rico y en muchos destinos turísticos populares en América Latina, el sudeste de Asia y las islas del Pacífico (Fig. 2.14). La razón del aumento del dengue epidémico ha sido la falta de erradicación del mosquito (Aedes aegypti). Con las poblaciones que se mudan del campo a las áreas urbanas, ahora hay una gran población no inmune disponible para los mosquitos infectados. Ha habido, con el tiempo, un aumento en el uso de envases de plástico, que son criaderos de larvas de mosquitos. Como también se ha demostrado para la fiebre amarilla (ver Cap. 10), la disponibilidad de llantas viejas llenas de agua de lluvia es también un lugar de reproducción. Los viajes aéreos han ayudado a propagar el mosquito de continente a continente y como portador de la enfermedad.

Fig. 2.13 Rango de infección por dengue en el mundo. Tenga en cuenta el aumento en el área después de 1960 (Organización Mundial de la Salud)

Fig. 2.14 Aumento de casos de dengue y dengue hemorrágico entre 1955 y 2007 (Organización Mundial de la Salud).

Como en el caso de otras enfermedades transmitidas por mosquitos, el virus se replica en el intestino del insecto, y luego se acumula en la glándula salival a la espera de ser transmitida en la siguiente comida. El período extrínseco (tiempo en el insecto antes de convertirse).

Hay un patrón similar de infección para el virus de la fiebre amarilla. El Virus del Nilo Occidental se encuentra entre los virus transmitidos por mosquitos más comunes en los EE. UU., y actualmente no existe una vacuna para él. Solo alrededor del 20 % de las personas picadas por mosquitos cargados de virus desarrollan fiebre, dolores corporales, dolor de cabeza y náuseas. Otro 1 % desarrolla problemas neurológicos que pueden ser graves. Los seres humanos son un huésped "callejón sin salida" para el virus, ya que no se transmite más. El virus se encuentra predominantemente en aves (Fig. 2.15).

Fig. 2.15 Ejemplo de infección en "callejón sin salida". El objetivo principal del virus/vector es el ave; el hombre y los caballos son objetivos accidentales infeccioso) es de aproximadamente 7 días. 

1.24  Transmisión sexual 

Una gran cantidad de virus pueden transmitirse sexualmente. Estos incluyen Herpes simplex 2, VIH, hepatitis B y virus del papiloma. El modo de transmisión es el mismo en todos estos casos, y depende del nivel de promiscuidad, independientemente de si el sexo es heterosexual u homosexual. Todos pueden prevenirse mediante el uso de preservativos o limitando el número de parejas. Uno de los principales problemas con Fig. 2.15 Ejemplo de infección "callejón sin salida". El objetivo principal del virus/vector es el ave; el hombre y los caballos son objetivos accidentales 2.10 Ruta de los insectos 39 la enfermedad de transmisión sexual es que en muchos casos el individuo infectado no se da cuenta de que tiene la infección. 

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Autores:
Gladys Juárez Cisneros
Nicolás Zamudio Hernández
Rogelio Ochoa Barragán
Pedro Gallegos Facio
Gerardo Sánchez Fernández