Bocavirus humano

El bocavirus humano ( HBoV ) es el nombre que se le da a todos los virus del género Bocaparvovirus de la familia de virus Parvoviridae ^{[ 2 ]} que se sabe que infectan a los humanos. HBoV1 y HBoV3 (y el bocaparvovirus del gorila) son miembros de la especie Primate bocaparvovirus 1, mientras que los virus HBoV2 y HBoV4 pertenecen a la especie Primate bocaparvovirus 2. Algunos de estos virus causan enfermedades en humanos. El HBoV1 está fuertemente implicado en la causa de algunos casos de infección del tracto respiratorio inferior , especialmente en niños pequeños, y varios de los virus se han relacionado con la gastroenteritis , aunque el papel clínico completo de esta enfermedad infecciosa emergente aún no se ha dilucidado.

Allander y sus colegas del Instituto Karolinska en Estocolmo, Suecia, clonaron por primera vez la secuencia codificante de este nuevo miembro de la familia Parvoviridae en 2005 a partir de aspirados nasofaríngeos agrupados (NPA, recolección de líquido aspirado de la parte posterior de la cavidad nasal). ^{[ 3 ]} Utilizaron una técnica novedosa llamada cribado molecular de virus , basada en clonación aleatoria y análisis bioinformático . Esta técnica ha llevado al descubrimiento de nuevos virus como el poliomavirus KI (Instituto Karolinska) ^{[ 4 ]} y WU (Universidad de Washington), ^{[ 5 ]} que están estrechamente relacionados entre sí y han sido aislados de secreciones respiratorias.

Varios grupos de científicos han descubierto desde entonces que el HBoV es el cuarto virus más común en muestras respiratorias, ^{[ 6 ] [ 7 ]} después de los rinovirus , el virus sincitial respiratorio y los adenovirus . ^{[ 8 ]}

El nombre bocavirus deriva de bo vine y ca nine, en referencia a los dos huéspedes conocidos de los miembros fundadores de este género: el parvovirus bovino, que infecta al ganado vacuno, y el virus minúsculo de los caninos , que infecta a los perros. ^{[ 9 ]} Los parvovirus (del latín: virus pequeños) tienen un ADN monocatenario de 5 kilobases de longitud y utilizan algunas de las proteínas de replicación de su huésped para copiar su ADN.

Los viriones son pequeños (diámetro de 18 a 26 nanómetros ), icosaédricos y no están envueltos. La cápside tiene simetría T = 1 y consta de 60 copias de la proteína de la cubierta. Las proteínas de la cubierta tienen un motivo conservado de barril beta de ocho hebras que forma el núcleo de la cápside. También hay una hélice alfa conservada . ^{[ 10 ]}

La cápside del HBoV comparte tres características que también se encuentran en otros parvovirus de vertebrados: ^{[ 10 ]} (1) una depresión en forma de hoyuelo en cada eje de simetría doble icosaédrico; (2) una gran protuberancia trimérica en o alrededor de cada eje de simetría triple; (3) una proyección cilíndrica que rodea cada eje de simetría quíntuple que encierra un canal central que conecta el interior de la partícula con su exterior y sirve como portal de entrada y salida para el ADN viral. Este cilindro quíntuple está a su vez rodeado por una amplia depresión en forma de cañón. Si bien el hoyuelo también se encuentra entre los parvovirus de invertebrados, estos generalmente carecen de las protuberancias triples y el cañón alrededor del canal quíntuple. El diámetro externo de la cápside varía desde ~21,5 nanómetros (nm) en los puntos más bajos del hoyuelo y el cañón hasta ~28 nm en la parte superior de la protuberancia.  

El genoma es una molécula de ADN lineal, monocatenaria, de 5,5 kilobases de longitud, con estructuras terminales en horquilla dispares en cada extremo.

El genoma codifica 3 marcos de lectura abiertos (ORF1, 2 y 3). El ORF izquierdo codifica 4 proteínas no estructurales (NS1, NS2, NS3 y NS4). El ORF central codifica NP1. El ORF derecho (ORF3) codifica las proteínas de la cápside (VP1, VP2 y VP3). El gen NP1 se encuentra en un marco de lectura alternativo a VP1 y se superpone al inicio de VP1 por 13 nucleótidos. De manera similar, VP3 es colineal a VP1 y VP2 y resulta de la iniciación de la traducción en un ATG corriente abajo y cotermina. VP2 se traduce a partir de un codón de inicio no canónico GUG.

Un ARN viral no codificante de 140 nucleótidos, denominado ARN pequeño codificado por bocavirus (BocaSR), se expresa a partir de la región no codificante 3' posterior al ORF VP.

NP1 es una pequeña proteína no estructural que podría inducir apoptosis en la transfección de células HeLa. ^{[ 11 ]}

Hay un único promotor ubicado dentro de la horquilla 3'. Este es responsable, mediante empalme alternativo y poliadenilación alternativa , de la generación de varios (al menos 6) ARNm . ^{[ 12 ]} La cola de poli A tiene aproximadamente 150 nucleótidos de longitud.

Tras la importación nuclear, el genoma monocatenario se convierte en ADN bicatenario y comienza la producción de la proteína viral NS1.

El genoma se replica mediante un mecanismo único de horquilla rodante lineal que depende de la proteína NS1. ^{[ 13 ]} Se ha informado que la replicación da como resultado la creación de una serie de secuencias circulares de cabeza a cola. ^{[ 14 ]}

Cerca del extremo 3' se encuentra una secuencia conservada entre los Parvoviridae, denominada TAAAAAT.

Otros parvovirus se replican únicamente cuando la célula huésped se encuentra en la fase S: ​​la replicación viral provoca la muerte de la célula huésped. Este patrón aún no se ha confirmado experimentalmente para los bocavirus, pero parece probable que sea así. La expresión de las proteínas virales por sí sola no causa la muerte de la célula huésped, a diferencia de otros parvovirus en los que esto sí se ha estudiado. ^{[ 15 ]}

La replicación en horquilla rodante de los parvovirus es una adaptación lineal de los mecanismos de replicación en círculo rodante (RCR) utilizados por muchos plásmidos y virus pequeños. NS1, la proteína multifuncional de iniciación de la replicación viral, forma una molécula oligomérica multidominio que posee actividad de endonucleasa HuH específica de sitio y de cadena, así como actividad helicasa de la superfamilia III (SF3) . Todas las helicasas SF3 se desplazan a lo largo del ADN en dirección 3′ - a-5 ′ . En las helicasas SF3 se encuentran cuatro motivos de secuencia conservados (A, B, B ′ y C). Estos motivos forman el bolsillo de unión del nucleósido trifosfato, el sitio de coordinación del ion metálico, el sitio de unión al ADN y el elemento sensor. Estos motivos se encuentran en un segmento de aproximadamente 100 residuos de aminoácidos en la parte central de NS1. Estas helicasas rodean el ADN como un anillo de seis u ocho subunidades, con el bolsillo de unión del ATP situado entre subunidades adyacentes. La primera subunidad proporciona los motivos A y B, y el residuo de arginina de la segunda subunidad funciona como un sensor de arginina trans-activo para el estado de unión e hidrólisis del ATP. El dedo de arginina se encuentra después del motivo C, pero en tres dimensiones suele estar incrustado en un grupo de aminoácidos con carga positiva. En una configuración de anillo, este dominio interactúa con el sitio de unión del ATP de la subunidad vecina.

La estructura atómica del dominio endonucleasa HuH de HBoV1 NS1 ^{[ 16 ]} se asemeja mucho a las estructuras nickasa codificadas por otros parvovirus y por replicones RCR más distantes. Esta estructura también media el reconocimiento de ADN dúplex sitio-específico, lo que permite a NS1 unirse sitio-específicamente a los orígenes de replicación virales posicionados en cada extremo de su genoma (derivados de las secuencias de los telómeros en horquilla virales). El reconocimiento del origen, que para algunos parvovirus debe ser mejorado por la unión de cofactores celulares adicionales, conduce a la muesca sitio-específica de cadena y sitio de los intermediarios de replicación de ADN dúplex viral, procesos que requieren ATP para la unión fuerte y la muesca subsiguiente. La proteína NS1 permanece unida covalentemente al extremo 5 ′ del ADN muescado, mientras que el nuevo grupo 3′ - hidroxilo puede iniciar la síntesis de secuencias lineales adicionales. Se cree que la replicación del genoma está mediada por ADN polimerasas de reparación de ADN . Este proceso involucra a la proteína de replicación A, que se une a la cadena simple , y a la proteína NS1. En este proceso, la NS1 actúa como una helicasa que utiliza ATP para resolver las estructuras terminales en horquilla del genoma viral.

NS1 también es responsable del efecto citopático de algunos parvovirus, y hay evidencia que indica que alguna forma de esta proteína se asocia con uno de los cilindros quíntuples de las cápsides recién ensambladas, donde actúa como un motor molecular, utilizando su actividad helicasa 3'-5' para impulsar la encapsidación del ADN monocatenario progenie en la partícula. ^{[ 17 ]}

Existen cuatro genotipos humanos conocidos de este virus: del tipo 1 al 4. Los tipos 1 y 2 parecen haber divergido recientemente (alrededor de 1985) ^{[ 18 ].} La tasa evolutiva media estimada es de 8,6 × 10 ⁻⁴ sustituciones/sitio/año. Las posiciones del codón 1 y 2 evolucionan 15 veces más lentamente que las de la posición del codón 3.

Existe una identidad del 78%, 67% y 80% entre las proteínas NS1, NP1 y VP1/VP2 de los bocavirus humanos 1 y 2, respectivamente. ^{[ 19 ]} Puede ocurrir recombinación entre cepas. El bocavirus humano 3 parece ser un recombinante del bocavirus humano 1 y un ancestro común de los bocavirus humanos 2 y 4. ^{[ 20 ]}

Se han aislado bocavirus de cerdos. ^{[ 21 ]} El análisis filogenético del bocavirus porcino lo sitúa con el virus canino diminuto. ^{[ 22 ]}

Se han obtenido secuencias incompletas de bocavirus de chimpancés salvajes. ^{[ 23 ]} Estas secuencias se ubican filogenéticamente dentro de los aislados de bocavirus humanos conocidos, pero también muestran evidencia de recombinación.

El HBoV se encuentra en muestras respiratorias de sujetos sanos. ^{[ 24 ]} En pacientes con síntomas respiratorios, puede encontrarse solo o, más frecuentemente, en combinación con otros virus conocidos por causar síntomas respiratorios. ^{[ 6 ]} Los recién nacidos probablemente están protegidos por inmunización pasiva . ^{[ 25 ]} El grupo de edad más frecuentemente afectado parece ser el de niños de entre seis meses y dos años, ^{[ 25 ] [ 26 ]} aunque se han notificado casos en niños mayores de cinco años e incluso en un adulto de 28 años. ^{[ 27 ]}

El HBoV puede detectarse no solo en muestras respiratorias, sino también en sangre, orina y heces. Estas dos últimas podrían reflejar simplemente la eliminación viral, aunque se ha descrito diarrea en infecciones por bocavirus en animales, y algunos pacientes con HBoV parecen presentar diarrea independientemente de los síntomas respiratorios. ^{[ 28 ] [ 29 ]}

Un estudio realizado en Jordania reveló que el 9% de 220 niños hospitalizados con infección de las vías respiratorias inferiores estaban infectados con bocavirus. ^{[ 30 ]} La mediana de edad de los infectados fue de 4 meses. La tos (100%), las sibilancias (82,7%) y la fiebre (68,2%) fueron los hallazgos clínicos más frecuentes, siendo la bronconeumonía (35%) y la bronquiolitis (30%) los diagnósticos finales más comunes.

El HBoV1 se ha asociado generalmente con síntomas respiratorios, mientras que otros tipos de HBoV tienden a asociarse con diarrea y parálisis flácida aguda.

Aunque la mayoría de los casos son leves, también se han notificado casos de enfermedad respiratoria grave. ^{[ 31 ]}

Se describió una infección potencialmente mortal causada por el bocavirus humano en un niño prematuro de 20 meses previamente sano. ^{[ 32 ]}

• Allander T (enero de 2008). "Bocavirus humano". J. Clin. Virol . 41 (1): 29– 33. doi : 10.1016/j.jcv.2007.10.026 . PMID 18055252 . 
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• " Bocavirus humano " . Navegador de taxonomía del NCBI . 329641.