Poxvirus

Última actualización: 02/09/2026 por EMEI

Introducción a la Biología de los Poxvirus

La familia Poxviridae agrupa a los virus de ADN más grandes y complejos que infectan a vertebrados e invertebrados. Desde una perspectiva evolutiva y molecular, los poxvirus desafían el paradigma clásico de los virus de ADN, ya que han desarrollado una autonomía enzimática casi total que les permite llevar a cabo todo su ciclo replicativo exclusivamente en el citoplasma de la célula huésped, sin necesidad de acceder al núcleo celular.

Históricamente, los poxvirus han moldeado el curso de la humanidad. El Variola virus, agente causal de la viruela, fue responsable de cientos de millones de muertes antes de convertirse, en 1980, en la primera y única enfermedad humana erradicada mediante una campaña global de vacunación basada en otro poxvirus, el Vaccinia virus. En la infectología contemporánea, la familia recobra una importancia crítica debido a la emergencia zoonótica y transmisión sostenida en humanos del Monkeypox virus (Mpox), así como por el uso de vectores poxvirales altamente atenuados (como el Modified Vaccinia Ankara o MVA) en el desarrollo de vacunas recombinantes y viroterapia oncolítica.

Arquitectura del Virión y Organización Genómica

Estructura Compleja y Formas Infectivas

Los poxvirus carecen de la simetría icosaédrica o helicoidal típica de otras familias virales. Presentan una morfología pleomórfica, generalmente descrita como en forma de ladrillo u ovoide, con dimensiones colosales para un virus (200 a 400 nanómetros de longitud), lo que los hace visibles bajo el microscopio óptico.

La arquitectura interna consta de un núcleo biconcavo (core) denso en electrones que alberga el genoma y la maquinaria transcripcional, flanqueado por dos estructuras proteicas denominadas cuerpos laterales, cuya función exacta sigue siendo objeto de estudio, aunque se postula que almacenan proteínas virales esenciales para las primeras fases de la infección. La superficie externa presenta un patrón estriado o de crestas formado por túbulos proteicos.

Durante su ciclo de vida, los poxvirus generan múltiples formas infectivas, cada una con roles biológicos distintos:

• Virión Intracelular Maduro (IMV): Es la forma más abundante, envuelta por una única membrana lipídica adquirida en el compartimento intermedio del retículo endoplásmico-Golgi. Es altamente resistente a las condiciones ambientales y es la principal forma responsable de la transmisión interhuésped.

• Virión Envuelto Intracelular (IEV): Se forma cuando el IMV adquiere una doble membrana adicional al transitar por la red trans-Golgi o los endosomas.

• Virión Envuelto Asociado a Célula (CEV): Resulta de la exocitosis del IEV. El virión permanece unido a la superficie celular externa, donde induce la polimerización de actina celular para propulsarse hacia células adyacentes.

• Virión Envuelto Extracelular (EEV): Es un CEV que se ha desprendido de la membrana celular. Posee una membrana externa adicional que contiene proteínas virales específicas (como B5R y A33R) que lo protegen de la neutralización por anticuerpos y del sistema del complemento, siendo crucial para la diseminación sistémica intrahuésped (viremia).

Características del Genoma Poxviral

El genoma está constituido por una única molécula de ADN lineal bicatenario que oscila entre 130 y 360 kilopares de bases (kb), dependiendo del género. Presenta características topológicas y organizativas únicas:

• Extremos en horquilla cerrados covalentemente: Los extremos 5′ y 3′ de cada cadena están unidos covalentemente, formando asas terminales continuas sin extremos libres.

• Repeticiones Terminales Invertidas (ITR): Secuencias idénticas pero de orientación opuesta en ambos extremos del genoma, que varían en longitud y contienen secuencias promotoras, repeticiones en tándem y genes implicados en la evasión inmune.

• Distribución génica centralizada: Los genes esenciales para la replicación, transcripción y ensamblaje estructural están altamente conservados y se agrupan en la región central del genoma. Los genes accesorios, responsables del tropismo tisular y la modulación de la respuesta inmune del huésped, se localizan hacia los extremos variables.

Ciclo de Replicación Citoplasmática

El ciclo replicativo de los poxvirus es un proceso lítico altamente orquestado que requiere la síntesis secuencial de tres clases de ARN mensajero (ARNm): temprano, intermedio y tardío.

1. Entrada y Desnudamiento Bifásico

La entrada del virus ocurre mediante macropinocitosis o fusión directa con la membrana plasmática, dependiendo de la forma infectiva (IMV o EEV) y del tipo celular. El proceso de desnudamiento (uncoating) ocurre en dos etapas:

• Desnudamiento primario: Las enzimas celulares degradan la membrana externa del virión, liberando el core viral en el citoplasma.

• Desnudamiento secundario: Requiere la síntesis de proteínas virales tempranas. El core se desensambla por completo, liberando el ADN genómico para su replicación.

2. Transcripción Temprana

Dado que la replicación ocurre en el citoplasma, el virus no tiene acceso a la ARN polimerasa II celular. Por ello, el core del poxvirus empaqueta su propia ARN polimerasa dependiente de ADN multitéamerica, junto con enzimas de adición de caperuza (capping), poliadenilación y el Factor de Transcripción Temprana Viral (VETF). Inmediatamente tras la entrada, se transcriben los genes tempranos (aproximadamente la mitad del genoma). Estas proteínas tempranas tienen tres funciones: mediar el desnudamiento secundario, evadir la respuesta inmune innata inicial y proporcionar la maquinaria enzimática para la replicación del ADN (ADN polimerasa viral, helicasa, primasa).

3. Replicación del ADN Viral

La replicación del ADN comienza en el citoplasma dentro de estructuras electrodensas denominadas factorías virales o cuerpos de inclusión de Guarnieri. La replicación se inicia cerca de los extremos en horquilla y procede mediante un modelo de desplazamiento de cadena, generando enormes moléculas de ADN intermediarias unidas cabeza con cola, conocidas como concatémeros. Posteriormente, una resolvasa viral escinde estos concatémeros en genomas monoméricos individuales.

4. Transcripción Intermedia y Tardía

La replicación del ADN actúa como señal para el cambio transcripcional.

• Genes intermedios: Su transcripción requiere factores de transcripción tempranos y el Factor de Transcripción Intermedia Viral (VITF). Codifican principalmente factores necesarios para la transcripción tardía.

• Genes tardíos: Activados por el Factor de Transcripción Tardía Viral (VLTF). Codifican las proteínas estructurales del virión, las enzimas que serán empaquetadas en la nueva progenie (como la ARN polimerasa y el VETF) y proteínas de andamiaje.

5. Ensamblaje, Maduración y Liberación

El ensamblaje comienza en las factorías virales con la formación de membranas en forma de media luna que engloban el ADN viral y las proteínas del core, formando viriones inmaduros esféricos. Estos maduran a IMV mediante condensación interna. Una fracción de los IMV se envuelve en membranas del aparato de Golgi para formar IEV. Los IEV migran hacia la periferia celular a través de microtúbulos. Al fusionarse con la membrana plasmática, exponen proteínas que nuclean la polimerización de actina celular, formando «colas de actina» que propulsan al CEV hacia las células vecinas, o se liberan como EEV para la diseminación sistémica.

Mecanismos de Evasión Inmunológica

Los poxvirus dedican hasta un tercio de su genoma a codificar proteínas que subvierten, bloquean o imitan los componentes del sistema inmunológico del huésped.

• Inhibición de la respuesta del Interferón (IFN):

  • Proteína E3L: Se une al ARN bicatenario (ARNds) producido durante la transcripción viral, impidiendo la activación de la Proteína Quinasa R (PKR) y de la oligoadenilato sintetasa (OAS), evitando así la inhibición de la traducción y la degradación del ARN.

  • Proteína K3L: Actúa como un pseudo-sustrato homólogo al factor de iniciación eIF2-alfa, uniéndose a la PKR e inhibiendo su actividad quinasa.

• Viroreceptores (Receptores Señuelo): Los poxvirus secretan homólogos solubles de receptores celulares que secuestran citocinas proinflamatorias antes de que puedan unirse a sus receptores fisiológicos. Ejemplos clásicos incluyen proteínas de unión al Factor de Necrosis Tumoral (TNF), al IFN-alfa/beta y al IFN-gamma.

• Virocinas: Proteínas virales secretadas que imitan citocinas inmunosupresoras del huésped. Por ejemplo, algunos poxvirus codifican un homólogo de la interleucina-10 (vIL-10) que inhibe la activación de macrófagos y la respuesta Th1.

• Inhibición del Complemento: La Proteína de Control del Complemento del Vaccinia (VCP) se une a los componentes C3b y C4b, acelerando la degradación de las convertasas y bloqueando las vías clásica y alternativa.

• Inhibición de la Apoptosis: Proteínas como CrmA (un inhibidor de serina proteasas o serpina) bloquean directamente las caspasas iniciadoras (Caspasa-1 y Caspasa-8), impidiendo la muerte celular programada y la maduración de la IL-1-beta.

Patogenia y Epidemiología Clínica de Poxvirus Humanos

Variola virus (Viruela)

Agente etiológico de la viruela, presentaba dos variantes clínicas principales: Viruela mayor (mortalidad del 20-30%) y Viruela menor o Alastrim (mortalidad menor al 1%).