ROTAVIRUS

ROTAVIRUS

El rotavirus es la causa más común de la diarrea grave en neonatos y niños pequeños. Es uno de los varios virus que a menudo causan las infecciones denominadas gastroenteritis. Es un género de virus ARN bicatenario de la familia Reoviridae. A la edad de 5 años, la gran mayoría de los niños de todo el mundo han sido infectados por el rotavirus al menos una vez. No obstante, con una nueva infección, el sistema inmunitario se refuerza y la infección cada vez es más leve; en adultos es muy poco común. Hay cinco especies, denominadas: A, B, C, D y E. El rotavirus A, el más común, causa más del 90% de las infecciones en humanos. El rotavirus es el virus principal que causa diarrea en niños menores de 5 años. El virus se transmite por vía fecal-oral. Infecta y daña las células que recubren el intestino delgado y causa gastroenteritis. A pesar de que el rotavirus se descubrió en 1973 y causa cerca del 50% de las hospitalizaciones por diarrea grave infantil, todavía no se conoce ampliamente entre la comunidad de salud pública de los países en desarrollo. Además de ser un agente patógeno para los humanos, también afecta a otros animales, siendo un patógeno para el ganado. El rotavirus es un virus de fácil cura, pero en todo el mundo aún mueren cada año cerca de 450.000 niños menores de cinco años por su infección, la mayoría de ellos en países en vías de desarrollo, y casi dos millones más caen gravemente enfermos. En los Estados Unidos, antes de la iniciación del programa de vacunación contra el rotavirus, se dieron aproximadamente 2,7 millones de casos graves de gastroenteritis, cerca de 60.000 hospitalizaciones y alrededor de 37 muertes al año. Se han realizado diferentes campañas públicas para combatir el rotavirus con la prestación de terapia de rehidratación oral a los niños infectados y vacunación para prevenir la enfermedad. La incidencia y gravedad de las infecciones de rotavirus ha descendido significativamente en países que han añadido la vacuna contra este virus en las políticas de vacunas inmunizadoras para la infancia.

ETIOLOGIA Los rotavirus son miembros de la familia Reoviridae. Su genoma consiste en 11 segmentos de RNA bicatenario incluidos dentro de una cápside de 75 nm de diámetro, icosaédrica, sin cubierta y con tres capas. La proteína 6 viral (VP6, viral protein 6), que es la principal proteína estructural, constituye el elemento que se intenta definir por medio de inmunoanálisis comerciales y es la que rige la especificidad grupal de los rotavirus. Se conocen siete grupos importantes de rotavirus (A a G); la enfermedad de los seres humanos es originada sobre todo por miembros del grupo A y, en menor proporción, por elementos de los grupos B y C. Dos proteínas de la porción exterior de la cápside, VP7 (proteína G) y VP4 (proteína P), son las que rigen la especificidad de serotipo, las cuales inducen la aparición de anticuerpos neutralizantes y las que sientan las bases de la clasificación binaria de los rotavirus (tipos G y P). El genoma segmentado de los rotavirus permite su redisposición genética (es decir, el intercambio de segmentos de genoma entre virus) durante la infección por otras entidades patológicas, propiedad que quizá intervenga en la evolución de los virus y que se ha utilizado para la creación de vacunas "reordenadas" basadas en rotavirus animales y humanos. La familia Reoviridae se divide en 6 géneros, 4 de los cuales pueden Infectar a los seres humanos y animales: Orthoreovirus, Coltivirus, Orbivirus y Rotavirus (el nombre de este último deriva del latín rota = rueda). Los otros cuatro géneros infectan plantas e insectos. El Rotavirus posee antígenos comunes localizados en la cápside interna que pueden identificarse por inmunofluorescencia, fijación del complemento y ELISA, en base a la glicoproteína VP7 G (g1 g4) y VP4. Es importante tener en cuenta que el reordenamiento genético de los rotavirus de humanos y animales pueden generar nuevos serotipos.

Se clasifican en serogrupos de la A-G, con base en los epítopos antigénicos en la proteína estructural interna VP6. Los serogrupos A, B y C son comunes en animales y humanos mientras que los D, E y F sólo se presentan en animales; éstos antígenos pueden detectarse mediante inmunofluorescencia, ELISA e inmunomicroscopía electrónica (IEM). Los rotavirus del grupo A son los patógenos humanos más frecuentes, siendo el agente más común en gastroenteritis en niños de 6 - 24 meses. Las proteínas VP4 y VP7 de la cápside exterior poseen epítopos importantes en la actividad neutralizante, aunque la glucoproteína VP7 parece ser el antígeno dominante. Estos antígenos específicos de tipo se diferencian entre los rotavirus y pueden demostrarse mediante pruebas de Nt. Se han identificado diversos serotipos entre los rotavirus humanos y animales. Algunos rotavirus animales y humanos comparten especificidad serotípica. Por ejemplo, el virus Sa11 del mono es antigénicamente muy similar al serotipo humano 3. En estudios epidemiológicos moleculares los virus aislados se analizaron con base en las diferencias de migración de los 11 segmentos del genoma después de la electroforesis del RNA en gel de poliacrilamida. Estas diferencias de electroferotipos se pueden usar para diferenciar los virus del grupo A de otros grupos, pero no se pueden usar para predecir serotipos.

EPIDEMIOLOGÍA En todo el mundo, casi todos los niños sufren la infección por rotavirus entre los tres y los cinco años de edad. Las infecciones de los recién nacidos son frecuentes, pero a menudo asintomáticas o leves, tal vez porque persiste la protección generada por los anticuerpos provenientes de la madre o transmitidos en la leche materna. Cuando la primera infección ocurre después de los 90 días de vida, suele ser sintomática y la incidencia de la enfermedad alcanza su punto máximo en niños de cuatro a 23 meses de edad. Son frecuentes las reinfecciones, pero la intensidad del cuadro clínico disminuye con cada repetición de éste. Por consiguiente, pocas veces se observan infecciones graves por rotavirus en niños de mayor edad y en adultos, aunque tales partículas pueden ocasionar un cuadro clínico en los padres y los cuidadores de niños con diarrea por rotavirus, en personas inmunodeprimidas, viajeros y sujetos de edad avanzada y habrá que incluir tal posibilidad en el diagnóstico diferencial de las gastroenteritis de los adultos.

En regiones tropicales, la enfermedad por rotavirus ocurre durante todo el año con valores máximos estacionales menos pronunciados que en zonas templadas, donde la enfermedad por este virus se presenta de forma predominante durante los meses más frescos de otoño e invierno. Antes de la introducción de la vacuna contra rotavirus en Estados Unidos, la temporada de este virus cada año comenzaba en el suroeste durante el otoño y el invierno temprano (octubre a diciembre) y migraba a través del continente para alcanzar un máximo en el noreste durante el final del invierno y la primavera (marzo a mayo). Las causas de este patrón característico no son claras, pero un estudio reciente sugiere una correlación con las diferencias en cuanto a las tasas de natalidad en cada estado, lo cual podría influir sobre la velocidad con la cual se acumula una tasa crítica de recién nacidos y lactantes susceptibles tras cada temporada de rotavirus. Después de la implementación de la vacunación sistemática en recién nacidos y lactantes contra el rotavirus en 2006 en Estados Unidos, el inicio de las temporadas 2007-2008 y 2008-2009 se retrasó 11 semanas y seis semanas, respectivamente, y las temporadas fueron más cortas, de 14 y 17 semanas, respectivamente, en comparación con la mediana de 26 semanas detectada entre 2000 y 2006. Estos cambios en los patrones estacionales de la actividad del rotavirus se acompañaron de una declinación del número de casos detectados de infección de 64 y 60% en 2007-2008 y 2008-2009, respectivamente, respecto de las cifras para 2000 a 2006, de acuerdo con lo registrado por una red nacional de laboratorios para vigilancia. El porcentaje máximo o mínimo de pruebas positivas para rotavirus entre 2000 y 2006 podría haberse verificado durante cualquiera de las seis temporadas de referencia. El inicio de la estación de rotavirus se definió como la primera de dos semanas consecutivas durante las cuales el porcentaje de muestras de heces con resultados positivos para rotavirus fue 10%, en tanto el final de la temporada se definió como la última de dos semanas consecutivas durante las cuales el porcentaje de muestras de heces con resultados positivos para rotavirus fue 10%. En la parte superior derecha, los puntos señalan la temporada de rotavirus desde su inicio hasta su terminación, en tanto los diamantes hacen referencia a la semana con incidencia máxima durante cada periodo. (Adaptada de Centers for Disease Control and Prevention, 2009.)

Durante las crisis de diarrea vinculada con rotavirus, el virus es excretado en grandes cantidades (107 a 1012/g) en las heces. La eliminación del virus detectable por EIA casi siempre se suspende en una semana, pero puede persistir por >30 días en personas inmunodeprimidas y tal vez se detecte durante periodos más largos por medio de estudios moleculares susceptibles como la PCR. El virus es transmitido sobre todo por la vía fecal-oral. También se ha planteado su propagación a través de secreciones de las vías respiratorias, contacto de una persona con otra o superficies contaminadas en el entorno, para explicar la aparición rápida de anticuerpos en los primeros tres años de edad, sean cuales sean las características de higiene y sanidad. En los seres humanos, se han identificado por lo menos 10 serotipos G diferentes del rotavirus del grupo A, pero sólo cinco son habituales (G1 a G4 y G9). En los seres humanos, se han encontrado cepas de rotavirus que poseen un alto grado de homología genética con las cepas de animales, pero al parecer no es frecuente la transmisión entre animales y seres humanos. Los rotavirus del grupo B se han vinculado con algunas grandes epidemias de gastroenteritis intensa en adultos, ocurridas en China desde 1982 y se les halló en fecha reciente en la India, pero no en otras zonas del mundo. Los rotavirus del grupo C han originado una proporción pequeña de casos de gastroenteritis en niños de varios países de todo el mundo.

MICROBIOLOGÍA Las propiedades de los Reoviridae están relacionadas a su estructura.

Propiedades importantes de los Reoviridae.

Virión:

Icosaédrico, 60 a 80 nm de diámetro, cápside doble composición: RNA (15%)

Genoma:

RNA lineal de doble tira, segmentado (10 a 12 seg.), PM total 12 a 15 millones.

Proteínas:

Nueve proteínas estructurales; el núcleo contiene varias enzimas.

Cubierta:

Ninguna (durante la morfogénesis del rotavirus se observa una seudocubierta transitoria).

Replicación:

En el citoplasma; los viriones no pierden la cubierta de manera completa.

Características destacadas:

Los reordenamientos genéticos ocurren con cierta facilidad, los rotavirus son causa mayor de diarrea infantil. Los reovirus son modelos adecuados para estudios moleculares de patogenia viral.

Las partículas virales maduras no envueltas poseen una cápside proteica icosaédrica (75nm diámetro) compuesta por tres capas proteicas concéntricas estas a su vez de Proteínas Virales (VP): Capa Externa: Conformada por 780 copias de glicoproteína VP7 y 60 picos o ganchos formados por dímeros de proteínas virales de adherencia VP4. Esta es clivada por tripsina pancreática en VPS y VP8. Se observa en la superficie 132 canales acuosos que atraviesan la capa externa (VP7) e intermedia (VP6) uniendo el medio externo viral con el core. La transcripción de partículas realizada por la RNA polimerasa puede ser expulsado por estos canales.

Capa Intermedia: Constituida por 260 trímeros VP6 (41 kda) ordenado como un enrejado. Capa interna: Estructurada por 60 dímeros de proteínas VP2, VP1 y VP3 unidas al RNA viral de doble cadena. El Genoma (conjunto de genes de una especie) consta de 11 segmentos que codifican las Proteínas Estructurales (SP) que forman parte del virus y las Proteínas no Estructurales (NSP) las cuales son parte de la estructura viral, pero participan en la formación de nuevos virus dentro del enterocito.

PATOGENIA Los rotavirus infectan y al final destruyen los enterocitos maduros en el epitelio de las vellosidades de la porción proximal del intestino delgado. La pérdida del epitelio de las vellosidades generadora de la absorción, junto con la proliferación de las células secretoras de las criptas, origina una diarrea secretora. Disminuyen las enzimas del borde en cepillo, que son características de las células diferenciadas, cambio que culmina en la acumulación de disacáridos no metabolizados y, como consecuencia, diarrea osmótica. Los estudios en ratones indican que NSP4, una proteína no estructural del rotavirus, actúa como enterotoxina y contribuye a la aparición de la diarrea secretora al alterar la función de las células epiteliales y su permeabilidad. Además, el rotavirus puede desencadenar secreción de líquidos, por activación del sistema nervioso autónomo de la pared intestinal. Datos recientes indican que la antigenemia y la viremia por rotavirus son frecuentes en niños con infección aguda por dicha partícula, aunque los niveles de antígeno y RNA en suero son mucho menores que los observados en las heces.

ANATOMIA PATOLOGICA Los rotavius infectan a las células en las vellosidades del intestino delgado (respetan la mucosa gástrica y del cólon). Se multiplican en el citoplasma de los enterocitos y dañan sus mecanismos de transporte. Una de las proteínas codificadas por el reovirus, la NSP4, es una enterotoxina viral que induce la secreción de líquidos y electrolitos a la luz intestinal al desencadenar una vía para la transducción de las señales. Las células dañadas pueden desprenderse a la luz del intestino y liberar grandes cantidades de virus, los cuales aparecen en las heces (hasta 10 partículas por gramo de heces). La excreción viral dura, por lo general, 2 a 12 días en pacientes por lo demás sanos, pero puede prolongarse en aquellos con nutrición deficiente. La diarrea producida por los rotavirus a veces se debe a las absorciones defectuosas de sodio y de la glucosa conforme las células dañadas en las vellosidades se sustituyen por células inmaduras y no absorbentes de las criptas. Puede requerir de 3 a 8 semanas para restablecerse la función normal.

Ciclo de infección: a) Ingreso al enterocito: El paso inicial es el contacto del virus con el enterocito y su posterior ingreso al citoplasma. Se han descrito dos maneras por el cual el rotavirus puede ingresar al enterocito: por endocitosis o por penetración directa. En el primer caso, en la endocitosis, el VP 4 juega un rol muy importante ya que esta molécula ,una vez activada, es la que va a reconocer a un receptor de membrana (el cual aún no ha sido determinado) en los enterocitos humanos. Diversos estudios experimentales en animales han identificado dos tipos de receptores: a) Glicoesfingolípido gangliotletraosliceramida, que fue descubierto en 1990 en enterocitos de ratones, simio y ovino y está compuesto por, Ceramida, Glucosa, Galactosa (2 moléculas), Acetilgalactosamida y A.Siálico (NAcetilneuramínico ) y b) Gangliósido GM 3 el cual fue descubierto en 1998 en enterocitos de cerdos y está compuesto por Galactosa, Glucosa, Esfingosina, A.Siálico. Esta última puede ser de dos tipos: 1.- Ac. NGlicolineuramínico (NEU Gc y 2.-AC. Acetilneuramínico (NEU Ac). Para que el VP4 sea activado tiene que ser clivado a nivel del aminoácido arginina en las posiciones 241,231 y 247, por la tripsina pancreática dando como resultado el VPS y VP8 proporcionándole mayor infectividad y ocurriendo luego la endocitosis.

En el segundo caso, mediante el mecanismo de penetración directa, el virus ingresa a través de la membrana con su cápside interna y el core, el VP 7 se queda localizado en la membrana. b) Fusión Endosoma - Lisosoma: Al ingresar el virus por Endocitosis se forman los endosomas conteniendo a los virus. Estos endosomas se fusionan con los lisosomas vertiendo éstos últimos sus enzimas proteolíticas en los primeros causando hidrólisis de la capa proteica (VP 6), dejando libre en el citoplasma al Core viral. c) Replicación: Para que se inicie la replicación viral es necesario que se active la RNA polimerasa viral (Transcriptasa) que es la VP 1 contenida en el core viral. Esta va a producir RNA mensajeros, los cuales van a realizar copias de cada uno de los 11 segmentos del RNA viral, que son los que finalmente van a contener los genes que van a codificar cada una de las moléculas estructurales y no estructurales

Al microscopio electrónico se puede evidenciar en el citoplasma del enterocito a las 8 horas una estructura granular o fibrilar moderadamente electrodensa denominada VIROPLASMA el cual está conformado por las proteínas sintetizadas y el RNA virales. Dentro de las proteínas no estructurales que se van sintetizando, la NSP 1 y la NSP 3 se van a acumular en el citoesqueleto y van a servir para el ensamblaje del PRECORE, a esta estructura se une la VP 2 en el viroplasma con intervención de la NSP 2 y la NSP 5 formándose el CORE.

Concomitantemente ocurre replicación del RNA y ensamblaje del VP 6 que va a conformar una cápside al cual se denomina partícula "Inmadura". Estas partículas virales inmaduras van a migrar desde el viroplasma hacia el R.E.R. donde van a completar su maduración. Simultáneamente se sintetizan el VP 7 y la NSP 4 en el R.E.R. y son transportadas luego a aquellas donde se está completando la maduración del virus. La NSP 4 se constituirá, en el R.E.R., en una proteína transmembrana (asociado a una chaperona, CALNEXINA) que servirá como un receptor de virus inmaduros translocándolos al interior del R.E.R. Es en el R.E.R. donde el rotavirus termina de madurar y se ha visto que las chaperonas GRP 78 y GRP 94 cumplirían un papel fundamental en dicho proceso. El VP 7 se constituirá posteriormente, conjuntamente con el VP 4, en la cápside externa del rotavirus completando de esta manera su maduración. d) Lisis Celular: El ciclo de replicación termina cuando el virus es liberado al lumen intestinal por lisis celular. Al respecto se ha visto en estudios experimentales que la NSP 4 produciría cambios en la permeabilidad de la membrana del R.E.R. y eventualmente muerte celular. Se ha podido observar que habría un incremento en la permeabilidad al calcio.

MANIFESTACIONES CLINICAS El espectro clínico de la infección por rotavirus varía desde un ataque sub-clínico hasta una gastroenteritis grave que culmina en deshidratación y que puede ser letal. Después de un periodo de incubación de uno a tres días, el padecimiento comienza de forma repentina y, antes de que aparezca la diarrea, suele haber vómito. Incluso 33% de los pacientes quizá manifieste fiebre >39˚C. De manera característica, las heces son diarreicas y acuosas y sólo en pocas ocasiones contienen eritrocitos o leucocitos. Por lo regular, los síntomas del tubo digestivo muestran involución luego de tres a siete días. Se conocen informes de aparición de signos de vías respiratorias y sistema nervioso en niños con infección por rotavirus, pero no se han corroborado vínculos causales. La infección por dicho virus se ha acompañado de otros síndromes clínicos (p. ej., el de muerte súbita del lactante, enterocolitis necrosante, invaginación, enfermedad de Kawasaki y diabetes mellitus tipo 1), pero no se ha confirmado relación causal alguna con cualesquiera de los síndromes en cuestión. Los rotavirus al parecer no constituyen el principal agente patógeno oportunista en niños con infección por VIH. En menores con inmunodepresión grave, el rotavirus causa diarrea persistente con excreción duradera de los virus y, en algunos casos inusuales, diseminación sistémica. Las personas con inmunodepresión por trasplante de médula ósea también están en riesgo de generar una enfermedad grave o incluso letal por rotavirus. Inmunidad La protección contra la enfermedad por rotavirus guarda relación con la presencia de los anticuerpos IgA secretores y específicos del virus en el intestino y, en cierta medida, en el suero. La producción de IgA específica de virus en la superficie entérica dura poco tiempo, por lo cual la protección completa contra la enfermedad es sólo temporal. Sin embargo, cada infección y cada reinfección ulterior confieren una inmunidad cada vez más sólida, de modo que el cuadro grave es más frecuente en los niños de corta edad con su primera o segunda infección. Se piensa que la memoria inmunitaria es importante en el aplacamiento de la enfermedad con cada reinfección.

DIAGNOSTICO El diagnóstico clínico requiere valorar y evaluar los siguientes aspectos: • Existencia de historia familiar de gastroenteritis o contactos con población afectada. • La edad. En los lactantes el agente causal más frecuente es el rotavirus. • Antecedentes de ingesta de alimentos posiblemente contaminados (huevos, pollos). • Antecedentes de introducción de alimentos nuevos. • Historia previa de ingestión de medicamentos (laxantes, antibióticos). • Características de las deposiciones. • La fiebre elevada (> 40ºC), la presencia de sangre en las heces, el dolor abdominal y las manifestaciones neurológicas centrales sugieren una etiología bacteriana, mientras que los vómitos y la sintomatología respiratoria van a favor de una causa vírica. • La época del año también nos orienta hacia la posible etiología, así en la invernal es más frecuente la infección por rotavirus, mientras que en la estival lo es más la infección por bacterias. La práctica de exploraciones complementarias sólo está indicada en GEA con deshidrataciones moderadas o graves: • Hemograma. • Ionograma, urea, creatinina y glucemia. • Gasometría.

• Análisis de orina: uroanálisis, densidad u osmolalidad, etc. La recogida de coprocultivo está indicada sólo en aquellos casos que muestren un interés epidemiológico o de salud pública, en casos de diarrea prolongada, en niños inmunodeprimidos o con deposiciones con sangre y moco que puedan ser susceptibles de tratamiento, para el diagnóstico diferencial cuando se sospecha otro diagnóstico (como enfermedad inflamatoria intestinal) o en presencia de un brote epidémico.

COMPLICACIONES

TRATAMIENTO PRONOSTICO EVOLUCIÓN PREVENCIÓN ACTUALIDAD