Virus de inmunodeficiencia bovina

Facultad de Agronomía y Veterinaria, Universidad Nacional del Litoral, Santa Fe, Argentina.

At present, a considerable amount of knowledge has accumulated about the molecular biology of bovine immunodeficiency-like virus -BIV-. BIV has the most complex genome of the nonprimate lentiviruses and contains a series of accessory genes that are used to positively regulate virus gene expression in a fashion similar to that exhibited by the primate lentiviruses. This similarity in BIV and primate lentivirus accessory gene function may help in efforts to elucidate the role of accessory genes in lentivirus replication and pathogenicity.
BIV infection of cattle does not produce acute clinical diseases in the absence of cofactors, and thus is typical of most other ungulate and simian lentiviruses with reduced pathogenicity, which have naturally evolved during virus-host adaptation. This finding contrasts with more acutely pathogenic lentiviruses, such as SIVpbj and MVV strain K1772. They have recently mutated to forms that induce a rapid clinical disease and a quick death for the host.
In any event, bovine susceptibility to BIV disease may depend upon BIV strains, but also on bovine breeds and environmental factors. It thus will be important to determine the factors that regulate BIV expression and enhance pathogenicity.

INTRODUCCION

Van Der Maaten aisló en 1969 un agente viral de una vaca de ocho años de edad, con linfocitosis persistente y que a la necropsia presentó lesiones clínicas e histopatológicas consistentes en hiperplasia folicular y manguitos perivasculares en cerebro. La cepa viral aislada fue denominada R-29 y al ser examinada por microscopia electrónica reveló similar morfología al virus visna (Van Der Maaten y col., 1972). En estudios más recientes de caracterización molecular, Gonda y col. (1987) lo denominaron bovine immunodeficiency-like virus -virus de inmunodeficiencia bovina (VIB)-, en base a la similitud estructural, genética y antigénica con el virus de inmunodeficiencia humana (VIH).

El VIB se sitúa en la familia Retroviridae y comparte la subfamilia Lentivirinae junto a otros seis virus: de la anemia infecciosa equina (VAIE), de la artritis/encefalitis caprina (VAEC), maedi-visna (VMV), VIH, inmunodeficiencia felina (VIF) y de los simios (VIS) (Gonda y col., 1987; Carpenter y col., 1992; Brownlie y col., 1994).

Debido a las analogías que presenta con el VIH-1, el VIB ha sido reconocido como modelo potencialmente útil para comprender la patogénesis del VIH-1 y evaluar métodos para el tratamiento y control eficiente de la infección viral (Battles y col., 1992).

Cabe considerar que los estudios relacionados a la estructura y productos genómicos del VIB han aumentado en los últimos años; no obstante aquellos concernientes a la patogénesis y epidemiología son bastante limitados.

AGENTE ETIOLOGICO

Es un lentivirus exógeno y no oncogénico. Posee una ribonucleoproteína helicoidal rodeada por una cápside icosaédrica y envoltura.

Según Carpenter y col. (1992) el VIB replica en células embrionarias de bazo, pulmón, timo, testículo y riñón derivados de bovino. La infección y producción viral son detectados, principalmente, por la formación de sincicios (Gonda y col., 1987; Muluneh, 1994). También fue reportado que el VIB puede infectar persistentemente células diploides y anaploides de cuatro especies diferentes: bovino, canino, ovino y hurón (Bouillant y col., 1989). Sobre su replicación, se asume que es similar a los otros lentivirus: luego de la adsorción y penetración, el ARN se libera en el citoplasma y es copiado a ADN por la transcriptasa reversa. El ADN doble cadena penetra al núcleo, se convierte en circular y se integra al ADN de la célula hospedera, denominándose provirus. Este sirve como molde para el ARNm viral (Fenner y col., 1992). Los provirus no son infectivos y pueden permanecer latentes por años, o durante toda la vida, no siendo afectados por el "clearance" inmunológico (Brownlie y col., 1994).

El VIB fue clonado en 1988 y su secuencia nucleotídica se determinó en 1990 (Liu y col., 1992). El genoma mide aproximadamente 9 kb y contiene genes estructurales comunes a otros retrovirus tales como el gag, que significa antígeno específico de grupo y codifica proteínas del núcleo vírico; el gen pol que codifica la transcriptasa reversa y el gen env encargado de codificar los peplómeros de la envoltura. Posee también tres genes adicionales no estructurales: vif, tat y rev implicados en la regulación de la expresión genética (Archambault y col., 1993). Además contiene dos fragmentos de apertura de lectura (ORF): W e Y, en localización análoga a los ORF: R, V y X del VIH y VIS (Oberste y col., 1991). La organización genómica (fig. 1) sugiere que múltiples transcripciones son expresadas durante el ciclo de replicación (Oberste y col., 1991). Estos mismos autores identificaron cinco clases de ARNm viral, uno de 8.5 kb correspondería a la totalidad de las secuencias del genoma viral y las particularidades que sirven a la transcripción de genes gag y pol (Archambault y col., 1993).

Los productos de los genes gag y pol son trasladados desde el ARN viral y se cree que se sintetizan como precursor gag y un gran precursor poliproteína gag-pol. El precursor gag es procesado en tres proteínas mayores, representando dominios funcionales MA, CA y NA (Battles y col., 1992), dando por clivaje tres productos: p16, p26 y p13, respectivamente.

La secuencia de aminoácidos de la proteína CA del VIB, VIS, VAIE y VIH-1 revela un dominio altamente conservado, que abarca 10 aminoácidos (Battles y col., 1992). Es oportuno mencionar que el gen de la transcriptasa reversa es altamente conservado en la evolución de los retrovirus (Jacobs y col., 1992). El dominio final 5' del gen pol presenta la mayor homología en la secuencia de ácidos nucleicos entre los retrovirus; así la homología de esta región entre el VIB y otros lentivirus es mayor al 60%, mientras que con el virus de la leucosis bovina (VLB) es de 37% (Gonda y col., 1987).

Por otra parte, el gen tat en el VIH-1 es un importante gen regulador que incrementa la tasa de iniciación de la transcripción y la eficiencia de la misma (Liu y col., 1992). Estos mismos autores demostraron que el VIB-tat es muy similar al del VIH, así como posiblemente sus mecanismos de acción.

Varias proteínas han podido ser identificadas y algunas comunes a otros lentivirus, entre ellas, la p26 que es la proteína mayor a nivel de la cápside (Gonda y col., 1987; Bouillant y Archambault, 1990).

TRANSMISION E INFECCION VIRAL

La transmisión del VIB es probablemente por contacto entre individuos de la misma especie (bovino-bovino) y quizás entre diferentes especies (bovino-ovino), según informaran en 1990 Bouillant y Archambault. Whetstone y col. (1990) en un trabajo experimental infectan bovinos a partir de transfusiones sanguíneas con donantes VIB positivos, incluso antes de la aparición de anticuerpos detectables en suero del donante. Este hecho permite sostener un estado de viremia pre-desarrollo de anticuerpos, tal como sucede con el VIH. Como consecuencia directa se deduce que las agujas hipodérmicas, de frecuente uso en prácticas veterinarias, pueden constituirse en un potencial diseminador del agente.

Mediante la aplicación del "Inmuno-Western-blot", Whetstone y col. (1990) dilucidaron la cinética de producción de anticuerpos posinfección (pi) experimental en terneros. El primer anticuerpo en manifestarse, a las tres semanas pi, fue el anti-p26, seguido por los anticuerpos contra la gp 100/110, p55, p18. p15 y p13. Los anticuerpos contra la p26 persistieron y pudieron ser detectados por más de dos años después de la inoculación, considerándose la proteína inmunodominante. Como se mencionara, la p26 es la proteína interna mayor y la presencia continua de anticuerpos contra ella se corresponde con su producción, lo que implica una continua multiplicación viral, a menos que las células infectadas liberen sólo la p26 en lugar de producir viriones completos (Archambault y col., 1993).

Los anticuerpos específicos de la gp 100/110, perteneciente a la envoltura del virión, pueden ser detectados en el suero de la mayoría de los animales por 5 a 16 meses pi (Whetstone y col., 1990).

Los resultados obtenidos por Whetstone y col. (1990) demuestran que el VIB causa una infección prolongada, probablemente conduciendo a la muerte del animal infectado, tal como sucede con otras infecciones por retrovirus, ya sea lentivirus u oncovirus.

La patogénesis del VIB en los bovinos aún no está bien definida. Van Der Maaten y col. (1972), en el primer caso reportado de VIB, describieron una linfocitosis no atribuida a la infección por el VLB. Inoculaciones experimentales con la cepa R29 a terneros privados de calostro indujeron una leve linfocitosis y linfoadenopatía.

Braun y col. (1988) en un seguimiento de dos años de bovinos infectados con virus molecularmente clonado derivado del VIB-R29 y nuevos aislados de campo demostraron el desarrollo de una linfoadenopatía persistente. Recientemente, Gonda (1994)* comunica en un rodeo de Louisiana con 80% de seroprevalencia de VIB varios signos de enfermedad, incluyendo linfoadenopatía y linfosarcoma.

El VIB puede aislarse de un animal experimentalmente infectado durante los primeros dos meses, resultando muy difícil su aislamiento con posterioridad a los cuatro meses postinfección. Debido a ello, se deduce la existencia de una fase aguda, semejante a lo acontecido con otros lentivirus. Estudios de Carpenter y col. (1992), en este sentido, señalan la existencia de moderados cambios linfoproliferativos en los primeros 45 días pi, incluyendo hiperplasia folicular en nódulos linfoideos, hemáticos y bazo, con incremento de linfocitos en sangre periférica. Esta hiperplasia, más frecuente en nódulos secundarios, es semejante a la ocasionada por VIH-1, VIS y VIF. En esta misma experiencia, asociado a los cambios citados, se observaron períodos transitorios de fiebre y neutropenia. Sin embargo, hay que mencionar que los inóculos empleados se encontraban contaminados con cepas no citopáticas del virus de la diarrea viral bovina (VDVB), cuya infección cursa con fiebre bifásica y neutropenia en las dos primeras semanas. Por ello no siempre fue posible determinar si los cambios hallados eran propios de VIB, VDVB o de ambos.

La hiperplasia folicular causada por VIH y VIS se debe, en parte, a la formación de complejos antígeno-anticuerpo y atrapamiento de antígenos en el folículo linfoideo. Sin embargo, en el trabajo de Carpenter y col. (1992), utilizando hibridización in situ no detectaron células infectadas en centros germinales del folículo hiperplásico de terneros experimentalmente infectados con el VIB, sugiriendo entonces que dicha hiperplasia no fue resultado directo de la replicación viral. Esto coincide con lo reportado para VIS; sin embargo, el número de células infectadas con VIS incrementa durante estados posteriores de depleción folicular.

En todos los trabajos de inoculación experimental del VIB la magnitud de los cambios clínicos y patológicos fue menos pronunciada que la reportada por Van Der Maaten y col. (1972) en infección natural. Si bien una variedad de factores podrían explicar estas diferencias, Carpenter y col. (1992) mencionan al menos tres como importantes: a) tiempo requerido para la aparición de las manifestaciones clínicas, considerando que el aislamiento original se efectuó de una vaca de ocho años de edad, b) la posibilidad que la virulencia del VIB depende de cofactores adicionales presentes en animales naturalmente infectados, y c) los stocks del VIB pueden tener menor virulencia, como resultado de prolongados cultivos in vitro.

Existen escasos trabajos sobre los efectos inmunológicos de la infección por VIB en bovinos. Stott y col. (1989) comunican dos terneros con depleción selectiva de células CD4+, tres a cuatro meses después de la inoculación con cepa original de VIB-R29. Mientras Martin y col. (1991) asocian la infección de VIB con disminución de la blastogéneis inducida por mitógenos, seis meses pi.

Trabajos más recientes de Flaming y col. (1993) indican que la infección por VIB es capaz de inducir alteraciones en el sistema inmune bovino, después de los cuatro meses de infección, donde la citotoxicidad mediada por células anticuerpo dependiente y/o independiente, disminuyó significativamente mientras se incrementó la blastogénesis a mitógenos. Esto último refuerza las observaciones previas que mencionan la infección por VIB como causante de proliferación linfoide más que de una depleción (Van Der Maaten y col., 1972; Carpenter y col., 1992).

Un estudio de Carpenter y col. (1992), con terneros infectados experimentalmente, pesquisó menos del 0,03% de células mononucleares de sangre periférica que presentaban niveles detectables de ARN del VIB.

A pesar de todos estos reportes, el significado biológico de las alteraciones registradasen la función inmune aún no está claro. Sumado a ello, los inóculos empleados se hallaban coinfectados con VDVB y habían sufrido múltiples pasajes en cultivos celulares. Varios autores reportan en bovinos infectados con VDVB una disminución similar de la citotoxicidad mediada por células anticuerpo dependiente, así como en animales tratados con dexametasona. Tanto la infección con VDVB como el tratamiento con dexametasona se asocian al incremento de la incidencia de diversas enfermedades (Flaming y col., 1993).
El efecto de la infección puede llegar a ser más marcado a medida que transcurre el tiempo, similar a lo acontecido en otras infecciones por lentivirus. Así, por ejemplo, Torten y col. (1991) informan cambios en subgrupos de linfocitos T y deficiencia en la respuesta proliferativa a mitógenos en gatos VIF positivos, después de los seis meses pi. La infección por lentivirus en ovinos ocurre por transmisión por calostro, sin embargo, la neumonía asociada con Maedi/Visna comúnmente no se observa hasta los 2-3 años de edad. Algo similar ocurre con el VIH y con el VAEC, en contraste, el VAIE es capaz de inducir enfermedad clínica pocos días pi.

Alrededor de un 4% de bovinos seleccionados aleatoriamente del sur de Estados Unidos de Norteamérica poseen anticuerpos contra el VIB.

En bovinos de leche parecen ser más comunes las infecciones por VIB que en rodeos de carne. Esto quizás pueda ser atribuido a prácticas de manejo de los rodeos, así como a una mayor vida productiva de los animales lecheros, lo que aumenta el riesgo de exposición. Por su parte, Van Der Maaten (1986) observó que la primoinfección con VIB predispone a una mayor respuesta serológica luego de la superinfección con VLB.

Gonda y col. (1987) sostienen que VLB es una infección secundaria, en ciertos casos, a la infección por el VIB. Esto resultaría semejante a lo ocurrido con pacientes VIH positivos e infecciones con virus linfotrófico T humano (VLTH-1), infecciones con VIS y VLTS. Mientras que en felinos la primoinfección parece ser por el virus de la leucemia felina y luego por el VIF.

Amborski y col. (1989) informan que la infección retroviral simple, más común en vacas lecheras, es por VLB, en tanto el VIB aparece como una superinfección. Sin embargo, Jacobs y col. (1992) trabajando sobre dos rodeos lecheros con historia de problemas de enfermedades crónicas informan de una alta frecuencia (69.25%) de infecciones retrovirales basados sobre pruebas serológicas. Más comúnmente se hallaron infecciones simples, predominantemente con virus sincicial bovino (VSB); casi con igual frecuencia se encontraron infecciones dobles VLB/VSB y VIB/VSB. Esta mayor ocurrencia de infecciones por VSB puede ser adjudicada a su transmisión congénita.

Hasta el presente toda la información serológica de infecciones por VIB ha sido obtenida usando cepa original R-29 como antígeno. Sólo recientemente con trabajos de Suárez y col. (1993) se estudiaron nuevos aislados de campo del VIB, los que resultaron muy relacionados, serológicamente, a la cepa original.

La presencia de anticuerpos específicos contra el VIB puede ser determinada mediante: a) inmunofluorescencia indirecta (Whetstone y col., 1990) empleando como antígeno líneas celulares persistentemente infectadas; b) inmunodifusión en gel, utilizando sobrenadante de cultivos celulares (Archambault y col., 1993); c) ELISA, usando como antígeno al virión disociado con Triton x100; d) análisis de "Western blot", luego de la migración y transferencia de un VIB purificado o lisado celular y, e) radioinmunoprecipitación realizado sobre células infectadas con VIB radiomarcadas (Archambault y col., 1993). Recientes estudios seroepidemiológicos sobre prevalencia de VIB sugieren que la infección viral está ampliamente diseminada en el mundo, existiendo informes en Estados Unidos de Norteamérica, Holanda, Suiza, Canadá, Costa Rica, Venezuela, Nueva Zelanda, Francia, Gran Bretaña y Australia (Brownlie y col., 1994). Estos mismos autores citan prevalencias entre un 1% y 5% en rebaños sanos, mientras que en rebaños con antecedentes de enfermedades crónicas -no diagnosticadas- tales cifras alcanzan un 30% a 50%. También estos autores señalan que vacas de bajo rendimiento, en los rebaños citados en último término, presentaron hasta un 95% de prevalencia. Muluneh (1994) señaló un 6.6% de seroprevalencia entre 380 muestras de bovinos de rebaños lecheros del este de Alemania, los que fueron clínicamente sanos y libres del VLB y de anticuerpos contra VDVB.

Al presente, existe un número considerable de conocimientos sobre la biología molecular del VIB. Posee el genoma más complejo de los lentivirus no primates y contiene genes accesorios que son usados positivamente para regular la expresión genómica, en forma similar a la exhibida por los lentivirus primates.
La infección por VIB en bovinos no produce enfermedad clínica aguda, en ausencia de cofactores, en similitud a lo que ocurre con otros lentivirus de reducida patogenicidad, involucrando, quizás, mecanismos de adaptación.
La susceptibilidad de los bovinos a la infección por VIB puede depender de la cepa viral involucrada, así como de factores ambientales y de manejo. En este sentido es importante poder determinar qué factores regulan positivamente la expresión del VIB y mejoran la patogenicidad.

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SUMMARY

INTRODUCCION

AGENTE ETIOLOGICO