Efecto citopático
El efecto citopático (abreviado como CPE ) se refiere a los cambios estructurales en las células huésped que son causados por la invasión viral. El virus infectante causa la lisis de la célula huésped o cuando la célula muere sin lisis debido a una incapacidad para replicarse. [1] Si un virus causa estos cambios morfológicos en la célula huésped, se dice que es citopatógeno. [2] Los ejemplos comunes de CPE incluyen el redondeo de la célula infectada, la fusión con células adyacentes para formar sincitios y la aparición de cuerpos de inclusión nucleares o citoplasmáticos . [3]
Los CPE y otros cambios en la morfología celular son sólo algunos de los muchos efectos de los virus citocidas. Cuando un virus citocida infecta una célula permisiva, mata a la célula huésped mediante cambios en la morfología celular, en la fisiología celular y en los eventos biosintéticos que siguen. Estos cambios son necesarios para la replicación eficiente del virus, pero a expensas de la célula huésped. [3]
Diagnóstico
Los CPE son aspectos importantes de una infección viral en el diagnóstico. Muchos CPE se pueden ver en células no fijadas ni teñidas bajo la potencia baja de un microscopio óptico , con el condensador hacia abajo y el diafragma de iris parcialmente cerrado. Sin embargo, con algunos CPE, es decir, los cuerpos de inclusión, las células deben fijarse y teñirse y luego observarse bajo microscopio óptico. [2] Los CPE de algunos virus son característicos y, por lo tanto, pueden ser una herramienta importante para los virólogos en el diagnóstico de un animal o humano infectado. [3] La tasa de aparición de CPE también es una característica importante que los virólogos pueden usar para identificar el tipo de virus. Si el CPE aparece después de 4 a 5 días in vitro con baja multiplicidad de infección, entonces el virus se considera lento. Si el CPE aparece después de 1 a 2 días in vitro con baja multiplicidad de infección, entonces se piensa que el virus es rápido. Las inoculaciones siempre ocurren con baja multiplicidad de infección porque con alta multiplicidad de infección, todos los CPE ocurren rápidamente. [2]
Por lo general, el primer signo de las infecciones virales es el redondeo de las células. A continuación, suelen aparecer cuerpos de inclusión en el núcleo celular o en el citoplasma de la célula huésped. Los cuerpos de inclusión se pueden identificar primero mediante microscopía óptica en frotis de sangre del paciente o en secciones teñidas de tejidos infectados. Sin embargo, para caracterizar completamente su composición, se debe realizar una microscopía electrónica . Los cuerpos de inclusión pueden ser acumulaciones de subproductos de la replicación del virus o orgánulos o estructuras alteradas de la célula huésped. [3]
Algunas infecciones virales causan una extraña formación de sincitios , masas citoplasmáticas de gran tamaño que contienen muchos núcleos. Por lo general, se producen por fusión de células infectadas. Este mecanismo es útil para el virus, ya que le permite propagarse de células infectadas a células no infectadas. [3]
Las infecciones virales pueden tener ECP fenotípicos clínicamente relevantes. Por ejemplo, con el virus de la hepatitis C (VHC), la esteatosis hepática es lo suficientemente característica del virus como para que pueda usarse para ayudar a identificar el genotipo , la composición genética del virus. Los pacientes con genotipo 3 del VHC tienen una probabilidad significativamente mayor de desarrollar esteatosis hepática que aquellos con genotipo 1. [4] Además, los ECP pueden usarse durante la investigación para determinar la eficacia de un nuevo fármaco. Se ha desarrollado un ensayo que examina los ECP del virus del dengue para evaluar la viabilidad celular. [5]
Debido a la especificidad de las células huésped de los CPE, los investigadores también pueden usarlos para probar cualquier discrepancia en un experimento. Para muchas infecciones virales, diferentes cepas de células huésped pueden tener una respuesta característica. Actualmente, existen muchas preocupaciones dentro de la comunidad de investigación sobre la validez y pureza de las cepas celulares. La contaminación ha aumentado dentro y entre los laboratorios. Los CPE se pueden utilizar para probar la pureza de una determinada línea celular. Por ejemplo, HeLa CCL-2 es una línea celular común utilizada en una amplia variedad de áreas de investigación. Para probar la pureza de las células HeLa, se observaron CPE que ocurrieron después de la inoculación con Coxsackievirus B3 . Estos CPE incluyeron cambios en la morfología y tasas de morbilidad celular. Carson et al. determinaron que la discrepancia se debe a la naturaleza heterogénea de las células HeLa comerciales en comparación con la naturaleza homogénea de las células HeLa que se han propagado durante generaciones en un laboratorio. [6]
Tipos comunes
Destrucción total
La destrucción total de la monocapa de células huésped es el tipo más grave de ECP. Para observar este proceso, se siembran células en una superficie de vidrio y se forma una monocapa confluente de células huésped. Luego, se introduce la infección viral. Todas las células de la monocapa se encogen rápidamente, se vuelven densas en un proceso conocido como picnosis y se desprenden del vidrio en tres días. Esta forma de ECP se observa típicamente con enterovirus . [2]
Destrucción subtotal
La destrucción subtotal de la monocapa de células huésped es menos grave que la destrucción total. De manera similar a la destrucción total, este CPE se observa al sembrar una monocapa confluente de células huésped sobre una superficie de vidrio y luego introducir una infección viral. La destrucción subtotal muestra característicamente el desprendimiento de algunas, pero no todas, las células en la monocapa. Se observa comúnmente con algunos togavirus , algunos picornavirus y algunos tipos de paramixovirus . [2]
Degeneración focal
La degeneración focal provoca un ataque localizado de la monocapa de células huésped. Aunque este tipo de ECP puede afectar eventualmente a todo el tejido, las etapas iniciales y la propagación ocurren en centros virales localizados conocidos como focos. La degeneración focal se debe a la transferencia directa del virus de célula a célula en lugar de la difusión a través del medio extracelular. Este modo diferente de transferencia la diferencia de la destrucción total y subtotal y causa los efectos localizados característicos. Inicialmente, las células huésped se agrandan, se redondean y se refrena. Finalmente, las células huésped se desprenden de la superficie. La propagación del virus ocurre de manera concéntrica, de modo que las células que se desprenden están rodeadas por células agrandadas y redondeadas que están rodeadas por tejido sano. Este tipo de ECP es característico de los herpesvirus y los poxvirus . [2]
Hinchazón y aglutinación
La hinchazón y la aglutinación son un ECP en el que las células huésped se hinchan significativamente. Una vez agrandadas, las células se agrupan en grupos. Finalmente, las células se vuelven tan grandes que se desprenden. Este tipo de ECP es característico de los adenovirus . [2]
Degeneración espumosa
La degeneración espumosa también se conoce como vacuolización. Se debe a la formación de vacuolas citoplasmáticas grandes y/o numerosas. Este tipo de ECP solo se puede observar con fijación y tinción de las células huésped involucradas. La degeneración espumosa es característica de ciertos retrovirus , paramixovirus y flavivirus . [2]
Sincitio
El sincitio también se conoce como fusión celular y formación de policariones. Con este CPE, las membranas plasmáticas de cuatro o más células huésped se fusionan y producen una célula agrandada con al menos cuatro núcleos. Aunque las fusiones de células grandes a veces son visibles sin tinción, este tipo de CPE se detecta típicamente después de la fijación y tinción de la célula huésped. Los herpesvirus producen típicamente fusión celular, así como otras formas de CPE. Algunos paramixovirus pueden identificarse a través de la formación de fusión celular, ya que producen exclusivamente este CPE. [2]
Cuerpos de inclusión
Los cuerpos de inclusión (estructuras anormales insolubles dentro de los núcleos celulares o el citoplasma) solo se pueden ver con tinción, ya que indican áreas de tinción alterada en las células huésped. Por lo general, indican las áreas de la célula huésped donde se sintetiza la proteína viral o el ácido nucleico o donde se ensamblan los viriones . Además, en algunos casos, los cuerpos de inclusión están presentes sin un virus activo e indican áreas de cicatrización viral. Los cuerpos de inclusión varían según la cepa viral. Pueden ser únicos o múltiples, pequeños o grandes y redondos o de forma irregular. También pueden ser intranucleares o intracitoplasmáticos y eosinofílicos o basófilos . [2]
Véase también
Referencias
- ^ "Efecto citopático (CPE)". Encyclopædia Britannica . Consultado el 19 de noviembre de 2014 .
- ^ abcdefghij Suchman, Erica; Blair, Carol. "Efectos citopáticos de los protocolos de virus". Biblioteca de microbios de la ASM . Sociedad Estadounidense de Microbiología. Archivado desde el original el 2 de junio de 2012. Consultado el 20 de noviembre de 2014 .
- ^ abcde Baron, Samuel (1996). "Efectos sobre las células". Microbiología médica (4.ª ed.). TX: Facultad de Medicina de la Universidad de Texas en Galveston. ISBN 9780963117212. PMID 21413282 . Consultado el 19 de noviembre de 2014 .
- ^ Rubbia-Brandt, Laura; Quadri, Rafael; Abid, Karim; Giostra, Emiliano; Hombre, Pierre-Jean; Mentha, Gilles; Spahr, Laurent; Zarski, Jean-Pierre; Borisch, Bettina; Hadengue, Antoine; Negro, Francesco (2000). "La esteatosis de hepatocitos es un efecto citopático del genotipo 3 del virus de la hepatitis C". Revista de hepatología . 33 (1): 106-115. doi :10.1016/S0168-8278(00)80166-X. PMID 10905593.
- ^ McCormick, Kevin; Liu, Shufeng; Jacobs, Jana; Marques, Ernesto; Sluis-Cremer, Nicolas; Wang, Tianyi (2012). "Desarrollo de un ensayo de detección de alto rendimiento basado en efectos citopáticos robusto para identificar nuevos inhibidores del virus del dengue". Agentes antimicrobianos y quimioterapia . 56 (6): 3399–3401. doi :10.1128/AAC.06425-11. PMC 3370735 . PMID 22391547.
- ^ Carson, Steven; Pirruccello, Samuel (2013). "Heterogeneidad de células HeLa y efecto citopático del virus Coxsackie B3: implicaciones para la reproducibilidad de los resultados entre laboratorios". Journal of Medical Virology . 85 (4): 677–683. doi :10.1002/jmv.23528. PMID 23408555. S2CID 11280469.
