Inicio » Featured, Noticias y Actualización

Virus de la hepatitis C

26 Agosto 2009 Sin comentarios

Biología Molecular del Virus de la Hepatitis C


Dr. en C. Erwin Chiquete Anaya

Servicio de Medicina Interna

Sociedad de Médicos Residentes 2009-2010

Antiguo Hospital Civil de Guadalajara “Fray Antonio Alcalde”




El cuadro clínico que ahora conocemos como de hepatitis asociado a transmisión parenteral se reconoció hace más de 100 años; sin embargo, la primera descripción de hepatitis postransfusional fue hecha por Beeson en 1943 [1].

Posterior a la identificación de los virus de la hepatitis A y B en la década de 1970, fue quedando claro que no todos los casos de hepatitis postransfusional se debían a éstos. Se le llamó “hepatitis no-A no-B” a aquel misterioso cuadro no originado por los virus A y B. Para comprobar que la hepatitis no-A no-B era causada por un agente infeccioso, varios investigadores inocularon chimpancés con sueros de pacientes seronegativos para hepatitis A y B. De 1 a 3 meses después de la inoculación, los primates desarrollaron el cuadro clínico de hepatitis postransfusional que habían presentado las personas de quienes se extrajeron las muestras de suero para inocular a los chimpancés [1].

A principios de la década de 1980 Bradley y col. descubren que el agente de la hepatitis no-A no-B era un virus y que éste tenía envoltura lipídica, pues se inactivaba con cloroformo [1]. En 1989 Choo y col. identifican al virus causante de la hepatitis no-A no-B, así como un ensayo inmunológico para su detección [1-3]. Se supo entonces que su genoma era de RNA y más tarde hacen pública la secuencia de ácidos nucleicos, optándose por cambiar el nombre de virus no-A no-B al de virus de la hepatitis C (VHC) [4]. Estos hechos fueron calificados por la comunidad mundial como un triunfo de la biología molecular aplicada a la medicina, siendo este virus el primero en identificarse como un ente biológico particular mediante técnicas de ingeniería genética.

Epidemiología

La prevalencia de la infección crónica por VHC se suele estimar mediante la detección de anticuerpos dirigidos contra antígenos de este virus. Así, se estima que esta infección afecta a cerca del 3% de la población mundial [5]. Los factores de riesgo asociados más importantes son el abuso de drogas intravenosas y la transfusión de productos sanguíneos antes del establecimiento del tamizaje para la detección de la infección por VHC en banco de sangre; sin embargo, una gran proporción de casos permanecen aún esporádicos, esto es, sin causa reconocible [6,7].

Tanto la frecuencia de la infección por VHC como los factores de riesgo pueden variar según la población considerada [5], encontrándose zonas del mundo con una prevalencia inferior al 1% y otras como en Egipto cuya prevalencia es superior al 20% [5,7].

En los Estados Unidos la prevalencia de la infección por el VHC es de 1.8%, que corresponde a 3.9 millones de norteamericanos afectados [8]. Los principales factores de riesgo en esta población es el uso de drogas intravenosas ilegales, hábitos sexuales de alto riesgo (promiscuidad sexual, etc.), pobreza y educación limitada, entre otros.

En México, la prevalencia de la infección por VHC se estima que es de alrededor del 1% [9], lo que daría cuenta de 1 millón de mexicanos afectados, siendo la transfusión de productos sanguíneos el principal factor de riesgo; sin embargo, otros factores como cirugías, tatuajes y perforaciones cutáneas (“piercing”), riesgo ocupacional en profesionales de la salud, contacto con trabajadoras sexuales y ciertos hábitos como el uso de cocaína han sido asociados a esta infección [10,11]. En nuestro país como en muchos otros, la prevalencia de la infección por VHC se ha estimado usando los datos reportados en bancos de sangre, que estudia a un sector de la población altamente seleccionada, excluyéndose a individuos que declaran factores de riesgo en la encuesta de selección, así como a niños y ancianos. Por lo tanto, carecemos de un estudio poblacional real, ya que la proporción de resultados falso-positivos de una serología en los bancos de sangre de diversas partes del mundo es de hasta el 30% [12-14].

Genómica y proteómica del VHC

El VHC pertenece a la familia flaviviridae y al género hepacivirus, del que es actualmente único miembro [15-17]. Los miembros de esta familia son virus pequeños con cápside proteica y cubierta de lípidos que contienen un genoma constituido por una cadena sencilla de RNA con sentido positivo [18]. A la familia flaviviridae pertenecen tres géneros, los flavivirus, pestivirus y hepacivirus. Los virus más relacionados filogenéticamente al VHC, son el virus de la hepatitis G, el virus de la fiebre amarilla y el virus del dengue [19].

Familia

El tiempo calculado de aparición del VHC como especie nueva va desde 1000 a 2000 años, a partir de este momento el VHC evolucionó en cepas relacionadas llamadas subtipos, los cuales nacieron hace 600 años aproximadamente, habiendo unos tan jóvenes como el genotipo 1b que se originó hace 100 años aproximadamente [20,21].

Su amplia heterogeneidad comparada con el poco tiempo que tiene como especie en el planeta, se explica por su elevada tasa de mutación, que va de 1.5 a 2 x10-3 sustituciones de nucleótidos por sitio en el genoma, al año [16]. Es decir, unas 15 mutaciones puntuales al año, por cada genoma viral.

El genoma del VHC es un RNA de cadena sencilla y de polaridad positiva  (RNA +). Tiene aproximadamente 9500 nucleótidos (9.5 kb) que codifican una poliproteína de 3000 aminoácidos. Posee dos regiones a cada extremo de su genoma que no son traducidas por el ribosoma, llamadas 5’ UTR (del inglés, untranslated region) y 3’ UTR [15,16,19,20]. La longitud del genoma del VHC y de la poliproteína codificada es ligeramente diferente entre las distintas variantes genéticas (genotipo viral) [16]. El virión completo tiene un diámetro aproximado de 55 a 60 nm [1,7,18].

VHC

De acuerdo a las diferentes secuencias de nucleótidos correspondientes al VHC, éste es clasificado en 6 tipos, llamados genotipos y designados con números arábigos. A su vez, estos se dividen en subtipos, designados con letras minúsculas [15,16,19,20]. Algunos autores han mencionado que existen 11 genotipos, sin embargo los supuestos genotipos 7, 8, 9 y 11 son subespecies del genotipo 6ª; y el supuesto genotipo 10 es subespecie del genotipo 3. Además de los genotipos y subtipos existen variantes genéticas muy estrechamente relacionadas filogenéticamente, que es la forma en que circula el VHC en el torrente sanguíneo. A estas variantes genéticas se les denomina cuasiespecies [15,16]. Los genotipos varían entre sí en aproximadamente 30%, los subtipos entre sí 20% y las cuasiespecies en menos del 10% [16].

Geno

Dado que el genoma del VHC es un RNA de polaridad positiva, le permite al virus entrar directamente al ribosoma para iniciar la traducción y dar origen a su poliproteína. Esta poliproteína sufre proteólisis  por proteasas virales y del huésped, mecanismo por el cual se producen 10 proteínas virales de las cuales tres son estructurales (C, E1y E2) y siete no estructurales (p7, NS2, 3, 4A, 4B, 5A, 5B) [1,7,18].

Se considera que la mayoría de las proteínas no estructurales (NS2 a NS5B) participan en la replicación viral. Por ejemplo, NS2 y NS3 son proteínas con actividad de proteasas y NS4 es un cofactor de NS3. NS5B es la proteína responsable de la replicación viral la cual contiene actividad de polimerasa de RNA.  La proteína de la cápside que es codificada por la región C en su forma oligomerizada se une al RNA de polaridad positiva [1,17,18]. Cada región E (E1 y E2) produce una glucoproteína que se incorpora en la envoltura viral de forma separada o bien formando complejos diméricos E1/E2 [18]. Dentro de la región E2 se encuentran las regiones hipervariables 1 y 2, que tienen una elevada velocidad de mutación y una heterogeindad considerable de aminoácidos; probablemente, debido a la presión selectiva de los anticuerpos específicos contra el VHC.  La función de la proteína p7 aún se desconoce [1,17,18].

Ciclo de vida del VHC

El VHC se transmite por vía parenteral a partir de productos sanguíneos y en menor proporción por vía sexual o transmisión vertical (materno-fetal) [7]. Otras rutas parenterales de transmisión son el uso de equipos de diálisis, de tatuajes o equipo de punción y cirugía infectados,  el transplante de órganos de un donador infectado y el uso de jeringas contaminadas en los usuarios de drogas intravenosas [1,7]. La transmisión por contacto sexual con un individuo infectado y la exposición perinatal son rutas ineficientes, a menos de que exista coinfección por el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), que incrementa el riesgo de infección por estas vías [1,5,7,10]. Se ha estimado que la probabilidad de adquirir la infección por contacto heterosexual reiterado con un miembro de la pareja infectado es de 0.3% a 10 años [22].

Ciclo

La proteína E2, contiene un sitio de unión para CD81, proteína que se expresa en hepatocitos y linfocitos B, la cual se cree que funciona como un receptor o co-receptor para la internalización del virus a estas células [17,18]. Además, existen evidencias que muestran que los anticuerpos específicos contra la glucoproteína E2 previenen la unión del VHC a células en cultivo [18,23]. El VHC puede circular en el torrente sanguíneo formando complejos con las lipoproteínas de baja densidad (o LDL, por sus siglas en inglés). El VHC también puede ingresar a la célula huésped mediante el receptor de LDL [23,24].

aa

En los individuos infectados el VHC circula como una mezcla de las variantes genéticas llamadas cuasiespecies [1,17]. La presencia de estas cuasiespecies también presenta una relación con la evolución clínica de la infección así como con la respuesta al tratamiento. Existen evidencias que muestran que a mayor número de cuasiespecies presentes en un individuo, mayor severidad de daño hepático y menor respuesta favorable al tratamiento antiviral [17].

Al penetrar el VHC a la célula huésped, éste puede tomar una de dos alternativas, permanecer en estado latente sin producción de nuevas partículas virales, o bien, comenzar un ciclo de vida intracelular [1,18]. Cuando el VHC se encuentra en actividad, penetra directamente al ribosoma donde es traducida su información genética a la poliproteína que dará origen a péptidos individuales con función esencial en la replicación y ulterior ensamblaje del virión. El RNA viral de hebra positiva no contiene la caperuza de 5’-metilguanidina, ni la cola poli A característica de los RNA mensajeros de eucariotas. No obstante, es capaz de dirigir la traducción de la poliproteína. En el extremo 5’ terminal se encuentra una región no codificante de aproximadamente 340 nucleótidos (5’ UTR), esta región es altamente conservada en los diferentes aislamientos del VHC y forma una estructura secundaria y terciaria en la cual se encuentra el sitio interno de entrada al ribosoma (IRES). Éste dirige al RNA viral a la subunidad 40S del ribosoma en donde se reconoce el codón de inicio de la traducción [17,18].

La replicación del RNA viral se lleva a cabo por la enzima RNA polimerasa dependiente de RNA (codificada por el gen NS5B), que da lugar a una hebra de polaridad negativa intermediaria, que funciona como una “copia maestra” de la que se replicarán múltiples hebras de RNA de polaridad positiva [17,18]. Aunque el desarrollo de hepatitis en pacientes inmunocomprometidos sugiere que las proteínas del VHC pueden conducir al efecto citopático, el proceso de la replicación generalmente no produce la lisis celular [1,7]. En la mayoría de los casos, la infección crónica continúa por muchos años sin evidencia de daño hepático [1]. Aún se conoce poco de los mecanismos precisos de la replicación viral, incluyendo la entrada del virus a la célula huésped, la replicación del RNA, el empaquetamiento del genoma viral, la formación del virión y su salida de la célula; debido a la carencia de un sistema de cultivo eficiente del VHC o de un modelo animal conveniente [18].

Referencias

  1. Bonkovsky HL, Mehta S. Hepatitis C: A review and update. J Am Acad Dermatol 2001;44:159-79.
  2. Choo QL, Kuo G, Weiner AJ, Overby LR, Bradley DW, Houghton M. Isolation of a cDNA clone derive from a blood-borne non-A, non-B viral hepatitis. Science 1989;244:359-62.
  3. Kuo G, Choo QL, Alter HJ, Gitnik GL, Redeker AG, Purcell RH, et al. An assay for circulating antibodies to a major etiologic virus of non-A, non-B hepatitis. Science 1989;244:362-4.
  4. Choo QL, Richman KH, Han JH, Berger K, Lee C, Dong C, et al. Genetic organization and diversity of the hepatitis C virus. Proc Natl Acad Sci USA 1991;88:2452-5.
  5. Memom MI, Memom MA. Hepatitis C: an epidemiological review. J Viral Hepat 2002;9:84-100.
  6. Conry-Cantilena C, VanRaden M, Gibble J, Melpolder J, Shakil AO, Viladomiu L, Cheung L, et al. Routs of infection, viremia, and liver disease in blood donors found to have hepatitis C virus infection. N Engl J Med 1996;334:1691-6.
  7. Poynard T, Yuen MF, Ratziu V, Lai CL. Viral hepatitis C. Lancet 2003;362:2095-3000.
  8. Alter MJ, Kruszon-Moran D, Nainan OV, McQuillan GM, Gao F, Moyer LA, et al. The prevalence of hepatitis C virus infection in the United States, 1988 through 1994. N Engl J Med 1999;341:556-62.
  9. Méndez-Sánchez N, Aguilar-Ramírez JR, Reyes A, Dehesa M, Juárez A, Castañeda B, Sánchez-Ávila F, et al. Etiology of liver cirrhosis in Mexico. Ann Hepatol 2004; 3: 30-33.
  10. Méndez-Sánchez N, Sánchez-Ávila JF, Hernández-López VJ, Poo JL, Guevara-González L, Uribe M. Epidemiología e impacto sacial del virus de la hepatitis C. En: Méndez-Sánchez N, Uribe M. Conceptos actuales en hepatitis C. México, MacGraw-Hill-Interamericana. 2003. 1-17.
  11. Vivas-Arceo C, Benavides SA, De Jesus Trujillo J, Panduro A, Rivas-Estilla AM. Hepatitis C virus: prevalence and routes of infection among blood donors of West Mexico. Hepatol Res 2003;25(2):115-123.
  12. Alter MJ, Kuhnert WL, Finelli L; Centers for Disease Control and Prevention. Guidelines for laboratory testing and result reporting of antibody to hepatitis C virus. Centers for Disease Control and Prevention. MMWR Recomm Rep 2003;52(RR-3):1-13.
  13. Kiely P, Kay D, Parker S, Piscitelli L. The significance of third-generation HCV RIBA-indeterminate, RNA-negative results in voluntary blood donors screened with sequential third-generation immunoassays. Transfusion 2004;44:349-358.
  14. Sookian S, Castaño G. Evaluation of a third generation anti-HCV assay in predicting viremia in patients with positive HCV antibodies. Ann Hepatol 2002;4:179-178.
  15. Simmonds P. Viral heterogeneity of the hepatitis C virus. J Hepatol 1999;31(S1):54-60.
  16. Zein NN. Clinical significance of hepatitis C virus genotypes. Clin Microbiol Rev 2000;13:223-35.
  17. Rosenberg S. Recent advances in the molecular biology of hepatitis C virus. J Mol Biol 2001;313(3):451-64.
  18. Kohara M. Hepatitis C virus replication and pathogenesis. J Dermatol Sci 2000;(3):161-8.
  19. Simmonds P. The origin and evolution of hepatitis viruses in humans. J Gen Virol 2001;2:693-712.
  20. Smith DB, Pathirana S, Davidson F, Lawlor E, Power J, Yap PL, Simmonds P. The origin of hepatitis C virus genotypes. J Gen Virol 1997;78:321-8.
  21. Pybus OG, Charleston MA, Gupta S, Rambaut A, Holmes EC, Harvey PH. The epidemic behavior of the hepatitis C virus. Science 2001;292(5525):2323-5.
  22. Vandelli C, Renzo F, Romano L, Tisminetzky S, De Palma M, Stroffolini T, Ventura E, et al. Lack of evidence of sexual transmission of hepatitis C among monogamous couples: results of a 10-year prospective follow-up study. Am J Gastroenterol 2004;99(5):855-9.
  23. Jones IM, Jiang WR, Clarke BE. Receptors for hepatitis C virus. J Virol 2000;74(22):10860-1.

________________________________

Copyright. Sociedad de Médicos Residentes. 2009-2010

Antiguo Hospital Civil de Guadalajara “Fray Antonio Alcalde”

Universidad de Guadalajara

Guadalajara, Jalisco; México

____________________________

Comentarios estan restringidos.