Virus do dengue

O virus do dengue (dengue virus, DENV) é o causante da enfermidade do dengue. É un virus de ARN monocatenario de febra positiva transmitido por mosquitos, pertencente á familia Flaviviridae, xénero Flavivirus.^[1][2] Atopáronse cinco serotipos deste virus,^[3][4] todos os cales poden causar o espectro completo da enfermidade.^[1] Non obstante, os científicos están decatándose de que a súa comprensión do virus dengue pode ser bastante simplista, xa que un novo estudo mostra que en vez de grupos antixénicos distintos parece haber un continuo.^[5] Este mesmo estudo identificou 47 cepas do virus do dengue.^[6] Ademais, a coinfección cos virus Zika e do chikungunya e a falta de probas de detección rápidas para eles complican máis o asunto nas infeccións no mundo real.

Virus do dengue
Unha micrografía de microscopio electrónico de transmisión de virións do virus do dengue (o conxunto de puntos escuros do centro)
Clasificación científica
Grupo: IV (Virus ARN monocatenario positivo) Orde: Non asignado Familia: Flaviviridae Xénero: Flavivirus Especie: Dengue virus

A enfermidade

Artigo principal: Dengue (enfermidade).

O virus do dengue causa a enfermidade do dengue. As formas graves desta enfermidade denomínanse febre hemorráxica do dengue e síndrome do shock do dengue.^[7] O dengue é propio de climas tropicais e subtropicais de todo o mundo, principalmente en áreas urbanas e semiurbanas.^[8] As persoas de todas as idades están expostas a picaduras de mosquitos infectados e poden contraer o dengue. A enfermidade dáse principalmente durante a estación chuviosa en áreas con gran cantidade de mosquitos infectados.^[9] Só os mosquitos infectados e femias transmiten o virus do dengue.^[8][10] O período de incubación é de 3 a 14 días.^[10] O período de enfermidade é de 3 a 7 días.^[11] As persoas que teñen o dengue non son contaxiosas.^[9] Os signos e síntomas poden incluír dor de cabeza grave; dor retroorbital; dor muscular, das articulacións e óseo; erupcións maculares ou maculopapulares, e manifestacións hemorráxicas menores, como petequias, equimoses, púrpura, epistaxe, sangrado de xenxivas, hematuria ou un resultado positivo na proba do torniquete.^[12]

Evolución

Baseándose na análise da proteína da envoltura distínguense polo menos catro xenotipos (do 1 ao 4). En 2013 informouse do descubrimento dun quinto serotipo.^[3] A taxa de substitución de nucleótidos para este virus foi estimado nun 6,5·10⁻⁴ por nucleótido e por ano, unha taxa similar á doutros virus de ARN. O xenotipo americano africano crese que evolucionou entre 1907 e 1949. Este período inclúe a Primeira e Segunda guerras mundiais, que estiveron asociadas cun considerable movemento de poboacións e alteracións ambientais, factores que se sabe promocionan a evolución de novas especies virais transmitidas por vectores.

Ciclo vital

Ata hai uns poucos centos de anos, o virus do dengue era transmitido en ciclos selváticos en África e Asia entre mosquitos do xénero Aedes e primates non humanos con raras aparicións nas poboacións humanas.^[13][14] Porén, o espallamento global do virus do dengue seguiu a súa saída do ciclo selvático e o seu ciclo vital primario agora implica exclusivamente a transmisión entre os humanos e os mosquitos Aedes.^[15] A transmisión vertical de mosquito a mosquito foi observada nalgunhas especies de vectores.^[16]

Descubrimentos recentes suxiren que, como o virus infecta células humanas, os procesos homeostáticos do hóspede como a autofaxia e a resposta ao estrés do RE, sen mencionar a apoptose, son desencadeados de forma dependente do tipo de célula infectada.^[17] A activación da autofaxia e o estrés do RE durante a infección potencia a reprodución do virus.^{[18] [19]}

Xenoma

O xenoma do DENV ten unhas 11 000 bases no seu ARN monocatenario de febra de sentido positivo ((+)ssRNA) que codifica as tres proteínas estruturais (proteína C da cápside, proteína de membrana M, proteína da envoltura E) e sete proteínas non estruturais (NS1, NS2a, NS2b, NS3, NS4a, NS4b, NS5).^[4] Tamén inclúe curtas rexións non codificante tanto no extremo 5' coma no 3'.^[1][20]

Estruturas

Sección transversal dun virus do dengue que mostra os compoñentes estruturais.

Proteína E

A proteína E (de envoltura) do DENV, que se encontra en forma de dímero na superficie da partícula viral madura, é importante na adhesión inicial desta partícula á célula hóspede. Cada monómero de proteína E comprende tres ectodominios, de ED1 a ED3, e un segmento transmembrana. O ED2 inclúe a interface de dimerización, dous sitios de gicosilación, e o péptido de fusión coa membrana celular. O ED3 é un segmento polipeptídico continuo; o seu pregamento é compacto e de tipo inmunoglobulina.^[21][22] O virus do dengue é transmitido por un mosquito do xénero Aedes. Varias moléculas que interaccionan coa proteína E viral (non integrina atrapante de ICAM3,^[23] CD209,^[24] Rab 5,^[25] GRP 78,^[26] e o receptor da manosa ^[27]) son importantes factores que median na adhesión na entrada viral.^[22] A forma de membrana da proteína ribosómica SA pode tamén estar implicada na adhesión.^[28] Os dominios recombinantes da proteína E son utilizados como antíxenos ben definidos na detección serolóxica dos anticorpos dirixidos contra o virus do dengue e como inmunóxenos en vacinas candidatas.^[29][30][31]

Proteína prM/M

A proteína prM (de membrana) do DENV, que é importante na formación e maduración da partícula viral, consta de sete febras β antiparalelas estabilizadas polas pontes disulfuro.^[22]

A cuberta glicoproteica do virión maduro do DENV consta de 180 copias de cada unha das prorteínas E e M. O virión inmaturo empeza coas proteínas E e prM constituíndo 90 heterodímeros que forman a parte externa inzada de espículas da partícula viral. Esta partícula viral inmatura evaxínase dentro do retículo endoplasmático e finalmente viaxa pola vía secretora ao aparato de Golgi. A medida que o virión pasa a través da rede trans-Golgi está exposto a un pH baixo. Este ambiente ácido causa un cambio conformacional na proteína E que se disocia da proteína prM e causa que forme os homodímeros E. Estes homodímeros sitúanse planos sobre a superficie viral dándolle ao virión maduro unha aparencia lisa. Durante esta maduración o péptido pr é clivado do péptido M pola protease do hóspede furina. A proteína M despois actúa como unha proteína transmembrana baixo a cuberta da proteína E do virión maduro. O péptido pr permanece asociado coa proteína E ata que a partícula viral é liberada no ambiente extracelular. Este péptido pr actúa como unha caparuza, que cobre o bucle de fusión hidrófobo da proteína E ata que a partícula viral saíu da célula.^[22]

Proteína NS3

A NS3 do DENV é unha serina protease e tamén unha ARN helicase e RTPase/NTPase. O dominio de protease consta de seis febras β dispostas en dous barrís β formados polos residuos 1 a 180 da proteína. A tríade catalítica (His-51, Asp-75 e Ser-135), encóntrase entre estes dous barrís β, e a actividade é dependente da presenza do cofactor NS2B. Este cofactor enrólase arredor do dominio de protease NS3 e pasa a formar parte do seu sitio activo. Os residuos NS3 restantes (do 180 ao 618), forman os tres subdominios da helicase DENV. Unha folla β paralela de seis febras rodeada por catro hélices α constitúe os subdominios I e II, e o subdominio III está composto por 4 hélices α rodeadas por tres hélices α máis curtas e dúas febras β antiparalelas.^[22]

Proteína NS5

A proteína NS5 do DENV é un péptido de 900 residuos co dominio de metiltransferase no seu extremo N-terminal (residuos 1 ao 296) e a ARN polimerase ARN dependente (RdRp) no seu extremo C-terminal (residuos 320 a 900). O dominio de metiltransferase consiste nun sándwich α/β/β flanqueado por subdominios N- e C-terminais. A RdRp do DENV é similar a outras RdRps que conteñen os subdominios palma, dedo e polgar e un motivo GDD para a incorporación de nucleótidos.^[22]

Complexos entre a proteína E e os anticorpos neutralizantes

A obtención das estruturas cristalinas dos complexos entre os anticorpos e os ectodominios (sE) da proteína E viral ou o seu dominio 3 (ED3) axudou a comprender as bases moleculares do recoñecemento do virus e da súa neutralización. Algúns dos epítopos son parcial ou totalmente inaccesibles na estrutura coñecida do virión maduro. Asúmese, por tanto, que os anticorpos correspondentes se unen a conformacións alternas ou transicionais do virus a 37 °C.

• O anticorpo E111 murino neutraliza o DENV1. Os seus frgmentos Fab e scFv foron cristalizados en complexo co dominio ED3 do DENV1. O seu epítopo está localizado nas febras β C e C' do ED3, e no bucle interposto.^[32]
• O anticorpo murino 1A1D-2 neutraliza fortemente o DENV1, DENV2 e DENV3. o seu fragmento Fab foi cristalizado en complexo co dominio ED3 do DENV2. O seu epítopo abrangue as febras β A e G do ED3.^[33]
• O anticorpo murino 2H12 ten reaccións cruzadas cos outros catro serotipos do DENV. Neutralia os virus correspondentes, excepto o DENV2. O seu fragmento Fab foi cristalizado en complexo cos dominios ED3 do DENV1, DENV3 e DENV4. O seu epítopo está localizado no buicle conservado AB de ED3.^[34]
• O anticorpo murino 4E11 neutraliza os catro serotipos do DENV con diversa eficacia. O seu fragmento scFv foi cristalizado en complexo co dominio ED3 dos catro serotipos do DENV. O seu epítopo abrangue as febras β A e G do ED3 como tamén o epítopo de 1A1D-2.^[35][36] A estrutura a unha resolución de 2.0 Å permitiu analizar o papel das moléculas de auga dentro das interfaces de proteínas e os papeis das hipermutacións somáticas fóra desas interfaces nas interaccións e recoñecementos cruzados.^[37]
• O anticorpo de chimpancé 5H2 neutraliza potentemente o DENV4. O seu fragmento Fab foi cristalizado en complexo coas proteína sE do DENV4. O seu epítopo está incluído no dominio 1 (ED1) da proteína E.^[38]
• Os anticorpos humanos Ede1-C10, Ede2-A11 e Ede2-B7 neutralizan potentemente os catro serotipos do DENV. Os seus fragmentos Fab ou scFv foron cristalizados en complexo coa proteína sE do DENV2. Os determinantes de recoñecemento destes anticorpos están nun sitio invariable nos serotipos na interface do dímero E e inclúen as cadeas laterais do bucle de fusión E e as dúas cadeas laterais de glicano conservadas.^[39]

Mecanismo da infección

1. A proteína E da envoltura do DENV únese a un receptor celular. A natureza exacta do receptor celular non foi completamente dilucidada.
2. O DENV sofre endocitose. A acidificación do endosoma orixina un cambio conformacional en E, expoñendo unha secuencia de ‘péptido de fusión’ que facilita a fusión da envoltura coa súa membrana endosómica, liberando a cápside do virión no citoplasma.
3. A perda da cuberta prodúcese no citoplasma.
4. A maquinaria traducional do hóspede (ribosomas) traduce o ácido nucleico de tipo (+)ssRNA do virus nun só polipéptido.
5. As proteinases celulares e virais cortan o polipéptido en 10 proteínas (E, M, C e 7 proteínas non estruturais/encimáticas) mentres están incrustadas na membrana do retículo endoplasmático (RE).
6. Unha vez que se sintetiza a ARN polimerase ARN dependente funcional pode comezar a replicación do ARN. A síntese é asimétrica, fabricándose dez veces máis da febra de sentido positivo que da de negativo.
7. A ensamblaxe ocorre nas membranas intracelulares que se invaxinan no RE (formando a envoltura viral a partir da membrana do RE). A subseguinte evaxinación a partir do RE a través do Golgi e en vesículas permite a maduración por medio de modificacións postraducionais, como a glicosilación e rearranxos transformacionais polo pH.
8. A saída do virus da célula ocorre por exocitose.^[40]

Gravidade da doenza

Artigos principais: Potenciación dependente de anticorpo e Dengue (enfermidade).

Hai múltiples razóns polas cales algunhas persoas sofren unha forma máis grave do dengue, como a febre hemorráxica do dengue. As diferentes cepas do virus interaccionan con persoas con diferentes fondos inmunitarios, o que leva a que se produzan complexas interaccións. Entre as posibles causas están resposts inmunes serotípicas cruzadas, por medio dun mecanismo coñecido como potenciación dependente de anticorpo, que ocorre cando unha persoa que foi previamente infectada co dengue se infecta por segunda, terceira ou cuarta vez. Os anticorpos previos contra a capa vella do virus do dengue interfiren despois coa resposta inmune coa cepa da infección seguinte, conducindo paradoxalmente a que sexan captados e entren na célula máis virus.^[41]

Interacción co sistema inmune

Artigo principal: Sistema inmunitario innato.

Nos últimos anos fixéronse moitos estudos sobre os flavivirus, especialmente sobre a habilidade do virus do dengue de inhibir a resposta inmune innata durante a infección.^[42][43] De feito, o virus do dengue ten moitas proteínas non estruturais que permiten a inhibición de varios mediadores da resposta do sistema inmunitario innato. Estas proteínas actúan en dous niveis:

Inhibición da sinalización por interferón bloqueando o transdutor de sinais

NS4B é unha pequena proteína hidrofóbica localizada en asociación co retículo endoplasmático. Pode bloquear a fosforilación de STAT1 despois da indución polos interferóns de tipo I alfa e beta. De feito, a actividade da Tyk2 quinase decrece coa infección polo virus do dengue, polo que a fosforilación de STAT1 diminúe tamén.^[44] Por tanto, a resposta do sistema inmunitario innato pode ser bloqueada. Así, non hai produción de ISG. NS2A e o cofactor NS4A poden tamén intervir na inhibición de STAT1.^[45]

NS5: a presenza desta proteína de 105 kDa ten como resultado a inactivación de STAT2 (por medio da transdución de sinais da resposta ao interferón) cando se expresa soa.^[46] Cando a NS5 é clivada con NS4B por unha protease (NS2B3) pode degradar STAT2. De feito, despois da clivaxe de NS5 pola protease, hai unha asociación da ligase E3 con STAT2, e a ligase E3 ten como branco STAT2 para a degradación.^[47][48]

Inhibición da resposta do interferón de tipo I

O complexo da protease NS2B3-b é un núcleo proteolítico consistente nos últimos 40 aminoácidos de NS2B e os primeiros 180 aminoácidos de NS3. A clivaxe do precursor NS2B3 activa o complexo da protease.^[49]

Este complexo protease permite a inhibición da produción do interferón de tipo I ao reducir a actividade do promotor IFN-beta: os estudos mostraron que o complexo da protease NS2B3 está implicado na inhibición da fosforilación de IRF3.^[50] Un estudo recente mostra que o complexo da protease NS2B3 inhibe (por clivaxe) a proteína MITA que permite a activación de IRF3.^[51]

Proteína D7 da saliva de Aedes aegypti

O virus do dengue é transmitido polos mosquitos da especie Aedes aegypti. A. aegypti produce saliva que contén unhas cen proteínas distintas, incluíndo a familia de proteínas D7.^[52] A saliva de A. aegypti transmite o virus do dengue, e críase que potenciaba a súa acción no corpo. Pensábase que a saliva facía que o virus se espallase máis rápido debido ao debilitamento da resposta inmunitaria do seu hóspede. Porén, un estudo recente atopou que a proteína D7 dificulta a transmisión do virus ás células do hóspede.^[52]

As respostas inmunitarias dos anticorpos, que están tratando de loitar contra o virus, en realidade incrementan a transmisión e fan que a infección sexa peor. Atopáronse que os niveis de proteína D7 era máis prevalente nas glándulas salivares dos mosquitos infectados polo virus do dengue en comparación cos non infectados.^[52] A D7 da saliva do mosquito axuda no proceso de alimentación do animal. Malia o que se cría previamente, a D7 pode modular a célula hóspede e actúa contra o virus para impedir a infección do virus.^[52] Desafortunadamente, as proteínas D7 provocan respostas inmunitarias, que elevan os niveis de anticorpos anti-D7. Estes anticorpos inhiben a función das proteínas D7, o cal potencia a transmisión do virus do dengue.

Vacina

Actualmente só hai unha vacina para o dengue aprobada en tres países: Brasil, México e Filipinas. Hai varias vacinas en proceso ded desenvolvemento por grupos de investigación públicos e privados.^[53] O desenvolvemento dunha vacina do dengue é todo un reto. Ao ter o virus catro serotipos que poden causar a doenza, a vacina debe inmunizar contra todos eles para ser efectiva.^[3] A vacinación contra un só serotipo podería orixinar o shock hemorráxico do dengue cando o individuo se infecta por segunda vez con outro serotipo debido ao fenómeno da potenciación dependente de anticorpo. Cando un individuo se infecta co virus do dengue, o sistema inmunitario produce anticorpos con reactividade cruzada que proporcionan inmunidade para un determinado serotipo. Porén, estes anticorpos son incapaces de neutralizar outros serotipos despois dunha reinfección e, en realidade, incrementan a replicación viral. Cando os macrófagos fagocitan o virus ‘neutralizado’, o virus pode replicarse dentro do macrófago, causando a enfermidade. Estes anticorpos con reactividade cruzada non efectivos facilitan o acceso do virus aos macrófagos, o cal induce unha forma da enfermidade máis grave (o dengue hemorráxico ou a síndrfome de shock do dengue). Un problema común ao que se enfrontan en rexións endémicas do dengue é a infección das nais xestantes por dengue; despois de daren á luz, os seus fillos portan a inmunidade recibida das súas nais e son susceptibles á febre hemorráxica se son infectados con calquera dos outros tres serotipos.^[54] En 2012 había unha vacina en ensaio en fase III e empezara a planificación para o uso desta vacina e a vixilancia da súa efectividade.^[55]

En 2009 Sanofi-Pasteur empezou a construír unhas novas instalacións en Neuville-sur-Saône, un barrio periférico de Lión (Francia). Esta unidade produce unha vacina de 4 serotipos para facer ensaios en fase III. En setembro de 2014 Sanofi-Pasteur CEO fixo públicos os primeiros resultados do estudo de eficacia do ensaio en fase III en América latina. A eficacia por serotipo (ST) variaba amplamente, desde o 42,3% para o ST2, o 50,3% para o ST1, o 74,0% para o ST3 e o 77,7% para o ST4. A análise completa dos datos a partir do estudo en fase III en América latina e Caribe estaba previsto que sería revisada por expertos externos antes de ser publicada en revistas científicas. Os resultados primarios serían presentados na xuntanza anual da Sociedade Americana de Medicina Tropical e Hixiene, a celebrar en novembro de 2014 en Nova Orleáns.^[56]

Porén, en setembro de 2012 anunciouse que unha das vacinas non tivera bos resultados nos ensaios clínicos.^[3]

A finais de 2015 e inicios de 2016, rexistrouse en varios países a primeira vacina do dengue, Dengvaxia (CYD-TDV) de Sanofi Pasteur, para uso en individuos de 9 a 45 anos que vivan en áreas endémicas.