Astroviridae

o Clasificación taxonómica:

 Grupo: IV

 Familia: Astroviridae

 Especies:

• Género Mamastrovirus

i. Astrovirus bovino

ii. Astrovirus felino

iii. Astrovirus humano

iv. Astrovirus ovino

v. Astrovirus porcino

vi. Astrovirus de visión

• Género Avastrovirus

i. Astrovirus pollo

ii. Astrovirus pato y pavo

Morfología y estructura

Los astrovirus forman un grupo de virus pequeños, no envueltos, de simetría icosaédrica y con un genoma compuesto por una cadena de ARN de polaridad positiva. Su morfología observada por microscopía electrónica permite distinguir un relieve en forma de estrella con 5 ó 6 puntas.

Dentro del grupo de los virus pequeños y redondos (small round viruses: SRV), Caul y Appleton propusieron en 1982 una clasificación basada en su aspecto físico bajo un microscopio electrónico (Caul & Appleton, 1982). Se formaron dos grupos según las partículas víricas tuvieran un aspecto más o menos rugoso y estructurado. Así, dentro del grupo de los virus no-estructurados se incluyeron los enterovirus, parvovirus y parvoviruslike, mientras que en el grupo de los virus con estructura (small round-structured viruses: SRSVs) se incluyeron los calicivirus y astrovirus.

Por lo general, se considera que los astrovirus tienen un diámetro de 28 nm, aunque el tamaño de las partículas puede sufrir variaciones según el origen del virus y el método de preparación de la muestra. Además, la apariencia típica con forma de estrella tampoco se observa en todas las partículas víricas de una preparación, sino que está presente tan sólo en un 10% de los viriones. El análisis detallado de la ultraestructura de los astrovirus por Risco et al., en 1995, definió para estos virus un diámetro de 41 nm y la presencia de una capa de espículas bien definidas en su superficie. Tan sólo después de un tratamiento a pH 10 se induciría la aparición de la típica morfología estrellada con agujeros triangulares en la superficie de la partícula.

La utilización de la crioelectromicroscopía ha permitido recientemente analizar también la ultraestructura de astrovirus humanos obtenidos en cultivo celular. La reconstrucción tridimensional de las imágenes muestra unas partículas con una superficie de la cápside ligeramente estructurada y un diámetro de 330 Å. De la superficie se extienden treinta espículas diméricas que sobresalen unos 50 Å, centradas sobre el eje de simetría (Matsui et al., 2001).

Estructura

• Partículas icosaédricas de 28-41 nm

• Sin envuelta lipídica

• Apariencia de estrella al microscopio electrónico

Genoma

• ARN monocatenario de aproximadamente 7kb, de polaridad positiva y poliadenilado

• Tres ORFs: ORF1a y ORF1b (proteinas no estructurales) y ORF2 (proteinas estructurales)

• Presencia de una señal de ribosomal frameshifting entre ORF1a y ORF1b.

• Falta de un dominio de helicasa

• Utilización de un ARN subgenomico de aproximadamente 2.8 kb para la síntesis de las proteinas estructurales

• El ARN puede producir partículas infecciosas al ser transfectado en células CaCo-2 y BHK-21

Replicación

• Replicación citoplasmática

• Fase nuclear cuyo significado biológico se desconoce

• Propagación en líneas celulares con ayuda de tripsina

Historia

Los astrovirus fueron identificados por primera vez como agentes causantes de diarreas infantiles en el año 1975 durante la investigación de un brote de diarrea y vómitos entre los niños de una sala de maternidad (Appleton & Higgins, 1975). El análisis de las heces de unos cuantos niños por microscopía electrónica puso de manifiesto la presencia de unas partículas víricas de morfología distinta a otros virus asociados a gastroenteritis como rotavirus o calicivirus.

El término astrovirus fue propuesto por primera vez meses más tarde por Madeley y Cosgrove en Glasgow, al identificar unos virus icosaédricos de pequeño tamaño y con apariencia de estrella (del griego “astron”) en las heces de niños hospitalizados con diarrea y en brotes de gastroenteritis en guarderías para recién nacidos (Madeley & Cosgrove, 1975). Durante los años siguientes, partículas víricas similares de pequeño tamaño y con estructura estrellada fueron identificadas en diferentes mamíferos y aves.

Un paso importante lo dieron Lee y Kurtz en 1981, cuando consiguieron aislar por primera vez en cultivo celular una cepa de astrovirus humano y la propagaron con éxito en células HEK. Ello facilitó la identificación de 5 serotipos diferentes de astrovirus humanos en 1984 (Kurtz & Lee, 1984) y poco tiempo más tarde se consiguió desarrollar anticuerpos monoclonales que permitirían poner a punto un sistema de diagnóstico por inmunoensayo (EIA) (Herrmann et al., 1988; Herrmann et al., 1990) y se identificaron 2 nuevos serotipos más en el Reino Unido (Lee & Kurtz, 1994). Durante la década de los 90, se confirmó su importancia clínica como agentes causantes de gastroenteritis en niños como también en brotes en adultos (Belliot et al., 1997; Herrmann et al., 1991; Oishi et al., 1994). El clonaje y la secuenciación del genoma completo del primer astrovirus humano se consiguió en 1993 (Jiang et al., 1993). El avance en técnicas de biología molecular permitió por un lado la construcción del primer clon de ADNc del genoma completo de astrovirus en 1997 (Geigenmüller et al., 1997) y, por otro lado, el desarrollo de múltiples técnicas de detección del virus por RT-PCR (Jonassen et al., 1993; Matsui et al., 1998; Mitchell et al., 1995 Noel et al., 1995). Recientemente, se han obtenido virus-like particles (VLPs) de astrovirus en sistemas de expresión recombinante utilizando el virus vaccinia (Dalton et al., 2003) y baculovirus (Caballero et al., manuscrito en preparación).

Serotipos de astrovirus

Astrovirus humanos

Hasta la fecha, se han descrito 8 serotipos de astrovirus humanos. Los anticuerpos policlonales de referencia específicos para cada serotipo presentan una elevada especificidad en técnicas de inmunofluorescencia (IF) en inmunoelectromicroscopia (IEM), así como también en ensayos de neutralización (Lee & Kurtz, 1994).

No obstante, también se dispone de un anticuerpo monoclonal, denominado MAb 8E7, que reconoce a todos los serotipos humanos (Herman et al, 1988). Aunque el epítopo de este anticuerpo no esta mapado con exactitud, se cree que está localizado en la región N-terminal de la cápside, altamente conservada entre serotipos y se ha visto que no es capaz de neutralizar la infectividad del virus.

Astrovirus animales

La variabilidad serotípica en astrovirus animales no ha sido estudiada con tanta profundidad. Actualmente, tan solo se han identificado varios serotipos en los astrovirus bovinos (Woode et al, (1984) y en los astrovirus de pavo (Imada et al, 2000; Koci et al, 2000). Para todas las demás especies, solamente se ha descrito un único serotipo. En ningún caso se ha detectado reactividad cruzada entre anticuerpos provenientes de especies distintas.

Propagación de astrovirus en líneas celulares

Seis años después del descubrimiento de los astrovirus se consiguió propagar el virus durante múltiples pases en células primarias humanas embrionarias de riñón (HEK), gracias a la incorporación de tripsina en el medio de cultivo (Lee & Kurtz, 1981). Después de 6 pases ciegos en células primarias HEK, los 5 serotipos descritos hasta entonces pudieron replicar en líneas celulares continuas como la línea de riñón de mono LLCMK2 (Kurtz & Lee, 1984). En 1990, se consiguió cultivar los virus directamente a partir de muestras de heces en línea celular intestinal humana CaCo-2, siempre en presencia de tripsina (Willcocks et al, 1990).

Hoy en día, las dos líneas celulares más comúnmente utilizadas para el aislamiento de astrovirus a partir de muestras naturales son principalmente las líneas humanas CaCo-2 y PLC/PRF/5. Mientras que algunos estudios muestran una mayor eficiencia para las células de adenocarcinoma CaCo-2 (Brinker et al, 2000), otros trabajos aportan datos que justifican la utilización de las células de hepatoma PLC/PRF/5 (Taylor et al, 1997a).

Debido a su alta especificidad a nivel especie, solamente se ha conseguido infectar células de especies distintas a la del virus salvaje, una vez estos han sido adaptados a cultivo celular en líneas celulares pertenecientes a su misma especie (Brinker et al, 2000). Así, una vez adaptadas a cultivo celular, las cepas de astrovirus de referencia de distintos serotipos replican eficientemente en líneas intestinales humanas (CaCo-2, T84 y HT-29), así como también en líneas de primates como MA104. Tan solo el serotipo 2 es capaz de replicar en células de hámster BHK-21.

El proceso de adaptación a líneas celulares primarias HEK se ha asociado a una delección de 15 aminoácidos cerca del extremo C-terminal del ORF1a. Se ha visto que esta delección no está presente en los virus salvajes así como en los virus directamente adaptados a replicar en la línea CaCo-2 (Willcocks et al, 1994a). No obstante, el significado funcional de esta delección no ha sido estudiado con profundidad. En otros trabajos también se ha descrito diferencias en la composición proteica de la cápside entre las cepas de referencia adaptadas a cultivo celular y cepas salvajes del mismo serotipo (Belliot

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