Rotavirus

De Viquipèdia
Dreceres ràpides: navegació, cerca
Viquipèdia:Com entendre les taules taxonòmiquesCom entendre les taules taxonòmiques
Rotavirus
Microfotografia electrònica de rotavirus. La barra mesura 100 nm
Microfotografia electrònica de rotavirus. La barra mesura 100 nm
Classificació científica
Grup: Grup III (dsRNA)
Família: Reoviridae
Subfamília: Sedoreovirinae
Gènere: Rotavirus
Gèneres

Rotavirus A (RV-A)
Rotavirus B (RV-B)
Rotavirus C (RV-C)
Rotavirus D (RV-D)
Rotavirus E (RV-E)

El rotavirus és un gènere de virus ARN bicatenari de la família dels reovírids. Hi ha cinc espècies, anomenades: A, B, C, D i E.[1] És el causant de la gastroenteritis rotavírica, la causa més comuna de la diarrea severa en nounats i nens petits.[2]

El virus es transmet per via fecal-oral.[3] Infecta i danya les cèl·lules que recobreixen l'intestí prim i causa gastroenteritis. Tot i que el rotavirus va ser descobert el 1973[4] i causa al voltant del 50% de les hospitalitzacions per diarrea greu infantil,[5] encara no es coneix àmpliament.[6] A més a més de ser un patogen pels humans, també afecta altres animals. És un patogen pel bestiar.[7]

Tipus de rotavirus[modifica | modifica el codi]

Hi ha cinc espècies de rotavirus, conegudes com: A, B, C, D, i E. De les quals només l'A, el B i el C poden provocar infecció a l'home, sent l'A la més comuna. Les 5 espècies són capaces de causar diarrea en diferents animals.[8] Dins del rotavius A hi ha diferents soques, anomenades serotipus.[9] Igual que amb el virus de la grip, hi ha un sistema de classificació doble utilitzat a partir de dues proteïnes a la superfície del virus. La glicoproteïna VP7 defineix els serotips G i la proteïna VP4 sensible a la proteasa defineix serotips P.[10] Com que els dos gens que determinen el G-tipus i P-tipus es poden transmetre per separat en la progènie del virus, es troba en diferents combinacions.[11]

Estructura[modifica | modifica el codi]

El genoma del rotavius consisteix en 11 úniques molècules d'ARN de doble hèlix amb un total de 18.555 nucleòtids. Cada hèlix, o segment, és un gen, numerats de l'1 a l'11 per mida decreixent. Cada gen codifica per una proteïna, excepte el gen 9, que en codifica per a dues.[12] L'ARN està envoltat per una càpsida proteica de tres capes icosaèdrica. Les partícules víriques són de fins a 76.5 nm de diàmetre[13][14] i no estan embolicades.

Proteïnes[modifica | modifica el codi]

Hi ha set proteïnes víriques (VPs) que formen part del virus. Aquestes proteïnes són anomenades VP1, VP2, VP3, VP4, VP5, VP6 i VP7. A més a més de les VPs, també hi ha sis proteïnes monoestructurals (NSPs), les quals només es produeixen en les cèl·lules infectades pel rotavirus. Són anomenades NSP1, NSP2, NSP3, NSP4, NSP5 i NSP6.[8]

Un diagrama simplificat sobre la localització de les estructures proteiques del rotavirus

Com a mínim sis de les dotze proteïnes codificades pel genoma del rotavirus s'uneixen a l'ARN.[15] El paper d'aquestes proteïnes en la replicació del rotavirus no es coneix completament. Es creu que les seves funcions estan relacionades amb la síntesi de l'ARN i en el transport de l'ARNm del virus, al lloc de replicació del genoma, i la traducció de l'ARNm i la regulació de l'expressió gènica.[16]

Proteïnes estructurals[modifica | modifica el codi]

Microfotografia electrònica de les nanopartícules d'or unides als rotavirus. Els petits objectes circulars foscos són nanopartícules d'or recobertes amb un anticòs monoclonal específic per a la proteïna VP6 del rotavirus.

El VP1 està localitzat en el nucli del virus i és un enzim ARN polimerasa.[17] En una cèl·lula infectada aquest enzim produeix transcripcions de l'ARNm per a la síntesi de proteïnes víriques i produeix còpies dels segments del genoma d'ARN del rotavirus per partícules de virus recentment produïts. El VP2 forma la capa del nucli del virió i s'uneix al genoma d'ARN.[18] El VP3 forma part del nucli intern del virus i és un enzim anomenat guanilil transferasa. Aquest és un enzim que catalitza la limitació de la formació de la tapa dels 5' a la modificació post-transcripcional de l'ARNm.[19] La tapa de l'ARNm víric s'estabilitza al protegir-la dels enzims de degradació d'àcids nucleics anomenats nucleases.[20] El VP4 està en la superfície del virió que sobresurt com un bec.[21] S'uneix a les molècules de la superfície de les cèl·lules anomenades receptores i unitats d'entrada del virus a la cèl·lula.[22] El VP4 ha de ser modificat per l'enzim proteasa tripsina, que es troba a l'intestí, passa a ser VP5 i VP8 abans que el virus es torni infecciós.[23] El VP4 determina com virulent és el virus i es determina el tipus P del virus.[24] El VP6 constitueix el gruix de la càpsida. És altament antigènic i pot ser utilitzat per identificar espècies de rotavirus.[25] Aquesta proteïna s'utilitza en proves de laboratori per a la infecció del rotavirus A.[26] La VP7, finalment, és una glicoproteïna que forma la superfície externa del virió. A part de les seves funcions estructurals, determina que el G-tipus de la soca i juntament amb VP4, està involucrat en la immunitat a la infecció.[13]

Proteïnes víriques no estructurals[modifica | modifica el codi]

L'NSP1, producte del gen 5, és una proteïna no estructural d'unió a l'ARN.[27] L'NSP2 és una proteïna d'unió a l'ARN que s'acumula en inclusions citoplasmàtiques (viroplasmes) i és necessària per a la replicació del genoma.[28][29] L'NSP3 és un ARN víric obligat en les cèl·lules infectades i és responsable de la parada de la síntesi proteica cel·lular.[30] L'NSP4 és una enterotoxina vírica per induir diarrea i va ser la primera enterotoxina vírica a ser descoberta.[31] L'NSP5 està codificat pel segment 11 del genoma del rotavirus A i en cèl·lules infectades per virus NSP5. S'acumula en el viroplasma.[32] Finalment, l'NSP6 és una proteïna d'unió d'àcids nucleics,[33] i està codificada pel gen 11 d'un marc de pauta oberta de lectura.[34]

Gens i proteïnes del rotavirus
ARN (Gen) Mida (parell de bases) Proteïna Pes molecular kDa Localització Còpies per partícula Funció
1 3302 VP1 125 En els vèrtexs del nucli <25 ARN-polimerasa depenent d'ARN
2 2690 VP2 102 Interior del nucli 120 Estimulació vírica de l'ARNr
3 2591 VP3 88 En els vèrtexs del nucli <25 ARNm de l'enzim guanilil transferasa tapat
4 2362 VP4 87 Superfície 120 L'adhesió cel·lular, virulència
5 1611 NSP1 59 No estructural 0 5'ARN vinculant
6 1356 VP6 45 Dins la càpsida 780 Antigen estructural de l'espècie específica
7 1104 NSP3 37 No estructural 0 Augmenta l'activitat de l'ARNm víric i clau de pas de la síntesi de proteïnes cel·lulars
8 1059 NSP2 35 No estructural 0 NTPase implicat en l'ARN d'envasos
9 1062 VP71 VP72 38 i 34 Superfície 780 Antigen estructural i neutralitzador
10 751 NSP4 20 No estructural 0 Enterotoxina
11 667 NSP5
NSP6
22 No estructural 0 ssRNA i dsRNA vinculant modulador de NSP2

Aquesta taula està basada en la soca de rotavirus de simis SA11.[35][36][37] L'ARN de proteïnes que codifiquen les tasques difereixen en algunes soques.

Replicació[modifica | modifica el codi]

Dibuix simplificat del cicle de replicació del rotavirus.

El rotavirus es replica principalment a l'intestí[38] i infecta els enteròcits de les vellositats de l'intestí prim, donant lloc a canvis estructurals i funcionals de l'epiteli.[39] Les capes de proteïnes triples fan que sigui resistents a l'acidesa de l'estómac i els enzims digestius a l'intestí.

El virus entra a les cèl·lules per endocitosi mitjançant els receptors i forma una vesícula anomenada endosoma. Les proteïnes de la tercera capa (VP7 i VP4) interrompen la membrana de l'endosoma creant una diferència en la concentració de calci, fet que provoca un desglossant dels trimers del VP7 en subunitats de proteïnes individuals, deixant el VP2 i el VP6 al voltant de l'dsRNA víric, formant una partícula de doble capa (DLP).[40]

Els onze brins de dsRNA romanen dins de la protecció dels dos dipòsits de proteïnes i l'ARN víric-polimerasa depenent de l'ARN crea transcripcions d'ARNm del genoma víric de doble cadena. En romandre en el nucli, l'ARN víric evadeix les respostes innates immunes de l'hoste anomenat interferència d'ARN que s'activen per la presència de l'ARN de doble cadena.

Durant la infecció, el rotavirus produeix ARNm per la biosíntesi i la replicació del gen. La majoria de les proteïnes del rotavirus s'acumulen en el viroplasma, on l'ARN es replica i els DLP s'enssamblen. El viroplasma es forma al voltant del nucli de la cèl·lula de dues hores després de la infecció del virus i es compon de factories víriques que es creu que es van fer per dues proteïnes víriques no estructurals: NSP5 i NSP2. La inhibició de la NSP5 pels resultats d'interferència d'ARN en una forta disminució en la replicació del rotavirus. Els DLP migren al reticle endoplasmàtic, on obtenen la seva tercera capa, exterior (format pel VP7 i VP4). Els virus de la progènie són alliberats de la cèl·lula per lisi.[23][41][42]

Gastroenteritis rotavírica[modifica | modifica el codi]

Article principal: Gastroenteritis rotavírica

El rotavirus és el virus causant de la gastroenteritis rotavírica, la causa més comuna de la diarrea severa en nounats i nens petits.[2]

La gastroenteritis rotavírica és una malaltia de fàcil cura, però a tot el món prop de 500.000 nens menors de cinc anys encara moren a causa de la seva infecció cada any[43] i gairebé dos milions més en són greument ferits.[6] Als Estats Units, abans de la iniciació del programa de vacunació contra la gastroenteritis rotavírica, es van donar a prop de 2,7 milions de casos severs de gastroenteritis, prop de 60.000 hospitalitzacions, i al voltant de 37 morts a l'any.[44] S'han realitzat diferents campanyes públiques per combatre contra la gastroenteritis rotavírica amb la prestació de teràpia de rehidratació oral dels nens infectats i la vacunació per prevenir la malaltia.[45]

Referències[modifica | modifica el codi]

  1. «ICTV Virus Taxonomy: 2009» (en anglès). [Consulta: 21 de setembre de 2009].
  2. 2,0 2,1 Dennehy PH. «Transmission of rotavirus and other enteric pathogens in the home» (en anglès). Pediatr. Infect. Dis. J., 19, 2000, pàg. S103–5. DOI: 10.1097/00006454-200010001-00003. PMID: 11052397.
  3. «Rotavirus» (en castellà). crecer juntos. [Consulta: 21 de setembre de 2009].
  4. Bishop R. «Discovery of rotavirus: Implications for child health» (en anglès). Journal of Gastroenterology and Hepatology, 24 Suppl 3, Octubre 2009, pàg. S81–5. DOI: 10.1111/j.1440-1746.2009.06076.x. PMID: 19799704.
  5. Rheingans RD, Heylen J, Giaquinto C. «Economics of rotavirus gastroenteritis and vaccination in Europe: what makes sense?» (en anglès). Pediatr. Infect. Dis. J., 25, 2006, pàg. S48–55. DOI: 10.1097/01.inf.0000197566.47750.3d. PMID: 16397429.
  6. 6,0 6,1 Simpson E, Wittet S, Bonilla J, Gamazina K, Cooley L, Winkler JL. «Use of formative research in developing a knowledge translation approach to rotavirus vaccine introduction in developing countries» (en anglès). BMC Public Health, 7, 2007, pàg. 281. DOI: 10.1186/1471-2458-7-281. PMC: 2173895. PMID: 17919334.
  7. Edward J Dubovi; Nigel James MacLachlan. Academic Press. Fenner's Veterinary Virology, Fourth Edition (en anglès), 2010, p. 288. ISBN 0-12-375158-6. 
  8. 8,0 8,1 Kirkwood CD. «Genetic and antigenic diversity of human rotaviruses: potential impact on vaccination programs» (en anglès). The Journal of Infectious Diseases, 202 Suppl, setembre 2010, pàg. S43–8. DOI: 10.1086/653548. PMID: 20684716.
  9. O'Ryan M. «The ever-changing landscape of rotavirus serotypes» (en anglès). The Pediatric Infectious Disease Journal, 28, març 2009, pàg. S60–2. DOI: 10.1097/INF.0b013e3181967c29. PMID: 19252426.
  10. Patton JT. «Rotavirus diversity and evolution in the post-vaccine world» (en anglès). Discovery Medicine, 13, gener 2012, pàg. 85–97. PMID: 22284787.
  11. Desselberger U, Wolleswinkel-van den Bosch J, Mrukowicz J, Rodrigo C, Giaquinto C, Vesikari T. (en anglès) Pediatr. Infect. Dis. J., 25, 2006, pàg. S30–41. DOI: 10.1097/01.inf.0000197707.70835.f3. PMID: 16397427.
  12. Desselberger, U.; Gray, James. Desselberger, U.; Gray, James. Rotaviruses: methods and protocols (en anglès). Totowa, NJ: Desselberger, U.; Gray, James, 2000, p. 2. ISBN 0-89603-736-3. 
  13. 13,0 13,1 Pesavento JB, Crawford SE, Estes MK, Prasad BV. «Rotavirus proteins: structure and assembly» (en anglès). Curr. Top. Microbiol. Immunol., 309, 2006, pàg. 189–219. DOI: 10.1007/3-540-30773-7_7. PMID: 16913048.
  14. Prasad BV, Chiu W. «Structure of rotavirus» (en anglès). Curr. Top. Microbiol. Immunol., 185, 1994, pàg. 9–29. PMID: 8050286.
  15. Patton JT. (PDF) (en anglès) J. Gen. Virol., 76, 1995, pàg. 2633–44. DOI: 10.1099/0022-1317-76-11-2633. PMID: 7595370.
  16. Patton JT. «Rotavirus RNA replication and gene expression» (en anglès). Novartis Found. Symp., 238, 2001, pàg. 64–77; discussion 77–81. DOI: 10.1002/0470846534.ch5. PMID: 11444036.
  17. Vásquez-del Carpió R, Morales JL, Barro M, Ricardo A, Spencer E. «Bioinformatic prediction of polymerase elements in the rotavirus VP1 protein» (en anglès). Biol. Res., 2006, pàg. 649–59. DOI: 10.4067/S0716-97602006000500008. PMID: 17657346.
  18. Arnoldi F, Campagna M, Eichwald C, Desselberger U, Burrone OR. «Interaction of rotavirus polymerase VP1 with nonstructural protein NSP5 is stronger than that with NSP2» (en anglès). J. Virol., 81, 2007, pàg. 2128–37. DOI: 10.1128/JVI.01494-06. PMC: 1865955. PMID: 17182692.
  19. Angel J, Franco MA, Greenberg HB. Mahy BWJ, Van Regenmortel MHV. Desk Encyclopedia of Human and Medical Virology (en anglès). Boston: Academic Press, 2009, p. 277. ISBN 0-12-375147-0. 
  20. Cowling VH. «Regulation of mRNA cap methylation» (en anglès). Biochem. J., 425, Gener 2010, pàg. 295–302. DOI: 10.1042/BJ20091352. PMC: 2825737. PMID: 20025612.
  21. Gardet A, Breton M, Fontanges P, Trugnan G, Chwetzoff S. «Rotavirus spike protein VP4 binds to and remodels actin bundles of the epithelial brush border into actin bodies» (en anglès). J. Virol., 80, 2006, pàg. 3947–56. DOI: 10.1128/JVI.80.8.3947-3956.2006. PMC: 1440440. PMID: 16571811.
  22. Arias CF, Isa P, Guerrero CA, Méndez E, Zárate S, López T, Espinosa R, Romero P, López S. «Molecular biology of rotavirus cell entry» (en anglès). Arch. Med. Res., 33, 2002, pàg. 356–61. DOI: 10.1016/S0188-4409(02)00374-0. PMID: 12234525.
  23. 23,0 23,1 Jayaram H, Estes MK, Prasad BV. «Emerging themes in rotavirus cell entry, genome organization, transcription and replication» (en anglès). Virus Research, 101, Abril 2004, pàg. 67–81. DOI: 10.1016/j.virusres.2003.12.007. PMID: 15010218.
  24. Hoshino Y, Jones RW, Kapikian AZ. «Characterization of neutralization specificities of outer capsid spike protein VP4 of selected murine, lapine, and human rotavirus strains» (en anglès). Virology, 299, 2002, pàg. 64–71. DOI: 10.1006/viro.2002.1474. PMID: 12167342.
  25. Bishop RF. «Natural history of human rotavirus infection» (en anglès). Arch. Virol. Suppl., 12, 1996, pàg. 119–28. PMID: 9015109.
  26. Beards GM, Campbell AD, Cottrell NR, Peiris JS, Rees N, Sanders RC, Shirley JA, Wood HC, Flewett TH. «Enzyme-linked immunosorbent assays based on polyclonal and monoclonal antibodies for rotavirus detection» (PDF) (en anglès). J. Clin. Microbiol., 19, 1 de febrer de 1984, pàg. 248–54. PMC: 271031. PMID: 6321549.
  27. Hua J, Mansell EA, Patton JT. «Comparative analysis of the rotavirus NS53 gene: conservation of basic and cysteine-rich regions in the protein and possible stem-loop structures in the RNA» (en anglès). Virology, 196, 1993, pàg. 372–8. DOI: 10.1006/viro.1993.1492. PMID: 8395125.
  28. Kattoura MD, Chen X, Patton JT. «The rotavirus RNA-binding protein NS35 (NSP2) forms 10S multimers and interacts with the viral RNA polymerase» (en anglès). Virology, 202, 1994, pàg. 803–13. DOI: 10.1006/viro.1994.1402. PMID: 8030243.
  29. Taraporewala ZF, Patton JT. «Nonstructural proteins involved in genome packaging and replication of rotaviruses and other members of the Reoviridae» (en anglès). Virus Res., 101, 2004, pàg. 57–66. DOI: 10.1016/j.virusres.2003.12.006. PMID: 15010217.
  30. Poncet D, Aponte C, Cohen J. «Rotavirus protein NSP3 (NS34) is bound to the 3' end consensus sequence of viral mRNAs in infected cells» (PDF) (en anglès). J. Virol., 67, 1 de juny de 1993, pàg. 3159–65. PMC: 237654. PMID: 8388495.
  31. Hyser JM, Estes MK. «Rotavirus vaccines and pathogenesis: 2008» (en anglès). Current Opinion in Gastroenterology, 25, 2009, pàg. 36–43. DOI: 10.1097/MOG.0b013e328317c897. PMC: 2673536. PMID: 19114772.
  32. Afrikanova I, Miozzo MC, Giambiagi S, Burrone O. «Phosphorylation generates different forms of rotavirus NSP5» (en anglès). J. Gen. Virol., 77, 1996, pàg. 2059–65. DOI: 10.1099/0022-1317-77-9-2059. PMID: 8811003.
  33. Rainsford EW, McCrae MA. «Characterization of the NSP6 protein product of rotavirus gene 11» (en anglès). Virus Res., 130, 2007, pàg. 193–201. DOI: 10.1016/j.virusres.2007.06.011. PMID: 17658646.
  34. Mohan KV, Atreya CD. «Nucleotide sequence analysis of rotavirus gene 11 from two tissue culture-adapted ATCC strains, RRV and Wa» (en anglès). Virus Genes, 23, 2001, pàg. 321–9. DOI: 10.1023/A:1012577407824. PMID: 11778700.
  35. Desselberger U. Rotavirus: basic facts. In Rotaviruses Methods and Protocols. Ed. Gray, J. and Desselberger U. Humana Press, 2000, pp. 1–8. ISBN 0-89603-736-3
  36. Patton JT. Rotavirus RNA replication and gene expression. In Novartis Foundation. Gastroenteritis Viruses, Humana Press, 2001, pp. 64–81. ISBN 0-471-49663-4
  37. Claude M. Fauquet; J. Maniloff; Desselberger, U.. Elsevier/Academic Press. Virus taxonomy: classification and nomenclature of viruses: 8th report of the International Committee on Taxonomy of Viruses (en anglès), 2005, p. 489. ISBN 0-12-249951-4. 
  38. Greenberg HB, Estes MK. «Rotaviruses: from pathogenesis to vaccination» (en anglès). Gastroenterology, 136, maig 2009, pàg. 1939–51. DOI: 10.1053/j.gastro.2009.02.076. PMID: 19457420.
  39. Greenberg HB, Clark HF, Offit PA. «Rotavirus pathology and pathophysiology» (en anglès). Curr. Top. Microbiol. Immunol., 185, 1994, pàg. 255–83. PMID: 8050281.
  40. Baker M, Prasad BV. «Rotavirus cell entry» (en anglès). Current Topics in Microbiology and Immunology, 343, 2010, pàg. 121–48. DOI: 10.1007/82_2010_34. PMID: 20397068.
  41. Patton JT, Vasquez-Del Carpio R, Spencer E. «Replication and transcription of the rotavirus genome» (en anglès). Curr. Pharm. Des., 10, 2004, pàg. 3769–77. DOI: 10.2174/1381612043382620. PMID: 15579070.
  42. Ruiz MC, Leon T, Diaz Y, Michelangeli F. «Molecular biology of rotavirus entry and replication» (en anglès). TheScientificWorldJournal, 9, 2009, pàg. 1476–97. DOI: 10.1100/tsw.2009.158. PMID: 20024520.
  43. Tate JE, Burton AH, Boschi-Pinto C, Steele AD, Duque J, Parashar UD. «2008 estimate of worldwide rotavirus-associated mortality in children younger than 5 years before the introduction of universal rotavirus vaccination programmes: a systematic review and meta-analysis» (en anglès). Lancet Infect Dis, 12, febrer 2012, pàg. 136–141. DOI: 10.1016/S1473-3099(11)70253-5. PMID: 22030330.
  44. Fischer TK, Viboud C, Parashar U, et al.. «Hospitalizations and deaths from diarrhea and rotavirus among children <5 years of age in the United States, 1993–2003» (en anglès). J. Infect. Dis., 195, 2007, pàg. 1117–25. DOI: 10.1086/512863. PMID: 17357047.
  45. Diggle L. «Rotavirus diarrhoea and future prospects for prevention» (en anglès). Br. J. Nurs., 16, 2007, pàg. 970–4. PMID: 18026034.

Bibliografia[modifica | modifica el codi]

  • GLASS, Roger I. Vacunas contra los rotavirus. Revista Investigación y Ciencia: 357 - Junio 2006. Barcelona: Prensa Científica. ISSN: 0210-136X.
  • PARASHAR, Umesh D., BRESEE, Joseph S., GENTSCH, Jon R., and GLASS, Roger I. Rotavirus. Emerging infectious diseases Vol. 4 Núm. 4. Octubre-Desembre 1998 [1]

Enllaços externs[modifica | modifica el codi]

A Wikimedia Commons hi ha contingut multimèdia relatiu a: Rotavirus Modifica l'enllaç a Wikidata