Virus del Dengue (DENV)

El virus del dengue (DENV) es un arbovirus ("arbo" acrónimo del inglés arthropod-borne, transportado por artrópodos) y pertenece al género de Flavivirus familia Flaviviridae, un grupo de más de 68 agentes virales agrupados por su relación serológica y por la determinación de secuencias genómicas, al menos 30 de estos virus causan enfermedad en los humanos (Velandia & Castellanos, 2011).

La familia Flaviviridae agrupa virus ARN de cadena simple en sentido positivo que se multiplican en células de vertebrados y de insectos vectores. Este virus forma parte del cuarto grupo de la clasificación propuesta por Baltimore. El grupo del virus del Dengue está representado por 4 serotipos (o subespecies): Virus Dengue 1, Virus Dengue 2, Virus Dengue 3 y Virus Dengue 4, todos los cuales generan la enfermedad conocida como dengue (Bhatt, et al, 2013).

Estructura

La envoltura es ligeramente esférica, la nucleocápside es icosaédrica y contiene al virión. La partícula viral del dengue mide entre 40 y 60 nm de diámetro. La superficie viral es inusualmente lisa y la membrana está completamente cubierta por la proteína E (Hoyos & Pérez, 2010).

Este genoma está compuesto por una sola molécula de ácido ribonucleico (RNA) de cadena sencilla lineal, de sentido positivo, de 9 500 a 12 500 nucleótidos y de alta variabilidad genómica, con un único marco de lectura que traduce un polipéptido completo. El genoma da lugar a 3 proteínas estructurales: la proteína E de envoltura, glicoproteína que cumple un papel importante durante la penetración del virus en la célula y en la respuesta inmunitaria, prM de membrana y la proteína C de cápside y a 7 proteínas no estructurales (NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b y NS5) (Velandia & Castellanos, 2011).

Se ha descrito una homología de secuencia de aproximadamente 70 % entre los diferentes serotipos de dengue, siendo dicha homología mayor entre los serotipos 1, 2, y 3  (Hoyos & Pérez, 2010).

Fig 1. (A) Estructura de la partícula de DENV. (B) Estructura del genoma de DENV. Fuente: Velandia & Castellanos, 2011.

Ciclo viral intracelular

Fuente: Velandia & Castellanos, 2011

Entrada, fusión y desnudación de la partícula

La entrada del virus en las células de los mamíferos así como en el mosquito se inicia con el acercamiento del DENV a la superficie de la célula donde la proteína E interactúa con los proteoglucanos de la membrana celular especificamente con el receptor par laminia LAMR1, la proteina ICAM-3 (Dendritic Cell-Specific Intercellular Adhesion Molecula 3-Grabbing Non-integrin) y el heparán sulfato, entre otros (Lei, et al, 2001; Velandia & Castellanos, 2011). Después de la interacción ocurre una endocitosis mediada por clatrinas. La vesícula endocítica se transforma en un endosoma y se fusiona con un lisosoma, se acidifica el pH y se induce la liberación de la nucleocápside en el citoplasma (Hoyos & Pérez, 2010)

Replicación del ARN viral

Cuando la nucleocápside se halla libre en el citoplasma, se inician los procesos de traducción y replicación del ARN. El ARN genómico viral del DENV es monocatenario, de sentido positivo, y es procesado en el retículo endoplásmico por proteasas celulares y la actividad NS3pro, que libera de forma ordenada a las tres proteínas estructurales (C, prM/M y E) y las siete proteínas no estructurales (NS1, NS2A, NS2B. NS3, NS4A, NS4B, NS5) encargadas de la replicación del genoma y el ensamblaje viral (Kyle & Harris, 2008).

Durante la traducción, el polipéptido recién sintetizado es acompañado por las proteínas chaperonas BiP, calnexina y calreticulina; luego, cada una de las proteínas virales se organiza en la membrana del retículo endoplásmico y es procesada por proteasas como la furina, la signalasa o la NS3Pro, para finalmente ser modificadas después de la transducción (plegamiento y glucosilación) (Hoyos & Pérez, 2010).

Ensamblaje, maduración y liberación del DENV

El proceso de ensamblaje de las partículas del DENV ocurre por la interacción del ARN genómico y la proteína C, y se lleva a cabo en distensiones del retículo endoplásmico denominadas membranas “convolutas” (convolute), donde ocurre de forma simultánea la traducción de la proteína y el ensamblaje del virus (Velandia, & Castellanos, 2011).

La primera parte de la maduración es cuando la superficie de la partícula adquiere un aspecto rugoso. En el segundo paso, esta partícula inmadura transita desde el retículo endoplásmico hasta el aparato de Golgi, donde se dan cambios conformacionales y rotacionales de la proteína E, volviendo lisa a la partícula (Lei, et al., 2001).

Finalmente, cuando el virus es liberado se escinde el péptido pr y la proteína E adquiere la conformación final que puede ser reconocida por las moléculas receptoras. El virus es liberado por exocitosis, y adquiere su membrana a partir de la célula hospedera (Hoyos & Pérez, 2010).

Expresión

• Proteínas estructurales

Proteína C: proteína de la cápside, también conocida como proteína core o de cubierta.

Proteína precursora de membrana (prM) y proteína de membrana (M): proteína precursora de membrana (prM), presente en los viriones inmaduros y junto con la proteína M, participa en el proceso de maduración de la partícula viral. 

Proteína de envoltura E: se distribuye sobre la superficie del virus y es determinante para las interacciones entre el virus y los receptores de las células vulnerables. Por otra parte, la glucoproteína E es el principal inmunógeno del virus, es decir, estimula la respuesta inmune del individuo e induce la producción de anticuerpos neutralizadores.

• Proteínas no estructurales 

NS1: puede estimular al sistema inmunitario.

NS2A: promueve el ensamblaje y la replicación viral, decide si el ARN genómico producido en cada ciclo de replicación se utiliza como nueva plantilla para generar las formas replicativas o si se asocia dentro de la nucleocápside.

NS2B: interactúa con el dominio proteasa de la proteína NS3 para actuar como su cofactor.

NS3: actúa como trifosfatasa de nucleótidos estimulada por ARN (NTPase) y como helicasa del ARN (NS3Hel), siendo indispensable en la replicación viral. 

Sobre las proteínas NS4A y NS4B no se conoce su función específica, pero se sabe que están involucradas en la replicación del virus.

NS5: es la más conservada entre todos los flavivirus, posee actividad enzimática de metiltransferasa y guanidiltransferasa, responsables del capping y la metilación del extremo 5´ del ARN genómico. Por lo tanto, la proteína NS5 actúa como la única polimerasa durante la replicación y transcripción virales (Hoyos & Pérez, 2010; Velandia, & Castellanos, 2011).

Sintomatología

La morbilidad y mortalidad causadas por la infección por DENV, están dadas por la complejidad de eventos que se presentan en el transcurso de la infección, pues pueden ocurrir cuadros febriles y dolores generalizados que se resuelven rápidamente sin dejar secuelas. A este tipo de manifestación clínica se le conoce como dengue (fiebre de dengue). Otros pacientes, por el contrario, presentan dolores intensos, fiebre alta e incrementos en la permeabilidad vascular, lo que conlleva a la pérdida de plasma y hemorragias pleurales y gastrointestinales, entre otros. Estos signos son agrupados en dos entidades clínicas conocidas como dengue con signos de alarma y dengue grave con manifestaciones hemorrágicas o sin ellas, llamado dengue hemorrágico (Bhatt, et al., 2013).

Las principales células diana de la infección por DENV son los monocitos, los macrófagos, las células dendríticas y los linfocitos CD4+ y CD8+. Infectan células del endotelio, varias líneas celulares hepáticas, fibroblásticas y neuronales (Lei, et al., 2001). 

Se presenta una respuesta inmunitaria normal (secreción de IFN, producción de células NK y linfocitos T) en los pacientes infectados por primera vez; sin embargo, en los pacientes que sufren una nueva infección con un serotipo diferente al que causó la primera o el mismo serotipo, presentan mayor probabilidad de desarrollar dengue grave. Esto se explicaría por la constante estimulación que con lleva a la activación celular, y el aumento de la expresión de mediadores y de receptores que resulta patológico (Bhatt, et al., 2013).

Prevención y/o terapia

En los últimos años, a partir del conocimiento de la estructura del virus, se ha propuesto, por ejemplo, el bloqueo de la actividad NS3pro con inhibidores específicos, el bloqueo de la polimerasa NS5 con nucleótidos modificados y, más recientemente, se está usando la detección de la proteína NS1 en el suero, como una prueba diagnóstica de mayor sensibilidad. Sin embargo, hasta ahora no hay antivirales para el dengue, por lo cual el tratamiento se dirige a aliviar los síntomas clínicos (Brady, et al., 2012; Bhatt, et al., 2013).

A principios de 2016 se aprobó en varios países el uso de la primera vacuna preventiva contra el dengue, llamada Dengvaxia (CYD-TDV), de Sanofi Pasteur. Esta es una vacuna de virus vivos atenuados y recombinantes, que estimula la fabricación de proteínas inmunogénicas. Protege contra los virus del dengue 1, 2, 3 y 4, con una eficacia del 60% (Bhatt, et al., 2013). 

Se están elaborando otras tres vacunas vivas atenuadas tetravalentes, y hay otras vacunas basadas en ADN y virus inactivado purificado. Por ejemplo, CYD-TDV es una tetravalente vivo atenuado que se hizo usando tecnología de ADN recombinante mediante la sustitución de prM (pre-membrana) y E (envoltura) y DEN-Vax, que es una vacuna recombinante con componentes de DENV1, DENV3, y DENV4 en un esqueleto de virus del dengue 2 (DENV2) (Tolle, 2009; Brady, et al., 2012).

Un método para controlar o prevenir la transmisión del virus del dengue consiste en evitar los vectores, impidiendo que los mosquitos encuentren lugares donde depositar sus huevecillos mediante la asepsia del medio y la limpieza del agua para uso doméstico (Kyle & Harris, 2008).

Bibliografía

Trabajo editado de Virus del Dengue realizado por Nathaly Haro, Universidad de las Fuerzas Armadas-ESPE.

1. Bhatt, S., Gething, P. W., Brady, O. J., Messina, J. P., Farlow, A. W., Moyes, C. L., & Myers, M. F. (2013). The global distribution and burden of dengue.Nature, 496(7446), 504-507.
2. Brady, O. J., Gething, P. W., Bhatt, S., Messina, J. P., Brownstein, J. S., Hoen, A. G.,  & Hay, S. I. (2012). Refining the global spatial limits of dengue virus transmission by evidence-based       consensus. PLoS Negl Trop Dis, 6(8), e1760. 
3. Hoyos, A., & Pérez, A. (2010). Actualización en aspectos epidemiológicos y clínicos del dengue. Revista Cubana de Salud Pública,36(1), 149-164.
4. Kyle, J., & Harris, E. (2008) Global spread and persistence of dengue. Annual Rev Microbiol.;62:71- 92.
5. Lei, H., Yeh, T., Liu, H., Lin, Y., Chen, S., & Liu, C. (2001) Immunopathogenesis of dengue virus infection. J Biomed Sci.;8:377-88.
6. McBride, W., & Bielefeldt, H. (2000) Dengue viral infections; pathogenesis and epidemiology. Microb Infect.;2:1041-50.  
7. Tolle, M. (2009) Mosquito-borne diseases. Curr Probl Pediatr Adolesc Health Care.;39:97-140.
8. Velandia, M. L., & Castellanos, J. E. (2011). Virus del dengue: estructura y ciclo viral. Infectio, 15(1), 33-43.