El circovirus porcino tipo 2 (PCV-2) es un virus icosaédrico no envuelto de genoma circular del género Circovirus (familia Circoviridae ), dentro del cual se han encontrado otras tres especies, PCV-1, PCV-3 y, más recientemente, PCV-4. Este virus, que codifica para tan solo 3 proteínas mayoritarias (Rep, Rep’ y Cap), es el más pequeño que existe capaz de infectar a mamíferos. Sin embargo, con su diminuto genoma de simple cadena de ADN de aproximadamente 1,7 kb, es capaz de convertirse en una gran amenaza para una granja.
LA AMENAZA DELPCV-2
El PCV-2 es el virus causante de la enfermedad sistémica asociada a PCVs (PCVD), específicamente el Síndrome Multisistémico de Desmedro Postdestete (PMWS), ocasionando enormes pérdidas económicas al sector, especialmente debido a la gran pérdida de peso y alta mortalidad que experimentan los animales enfermos (López-Soria et al. 2011).
Entre los factores que convierten a este pequeño virus en una gran amenaza, se encuentran:
El hecho de que se encuentre distribuido mundialmente en la cabaña porcina, posiblemente asociado a su alta capacidad de resistencia ambiental.
La alta capacidad de mutación y generación de nuevos genotipos.
Se han definido hasta 9 genotipos distintos de PCV-2 (PCV-2a – PCV-2i), aunque PCV-2a, PCV-2b y PCV-2d son los más prevalentes en la industria porcina actual. Estos genotipos muestran un elevado porcentaje (93%) de similitud y no se han encontrado diferencias en la patogenicidad o virulencia entre ellos.
La alta tasa de mutación que presenta PCV-2 se debe al hecho de que, como todo virus de ADN de cadena simple, utiliza la maquinaria celular en un primer paso en la infección, pero luego es capaz de sintetizar (transcribir y traducir) sus propias proteínas replicasas para poder continuar infectando nuevas células.
LAS ENZIMAS REPLICASAS DEL VIRUS (ORF1, REP; ORF3, REP’) NO TIENEN ACTIVIDAD CORRECTORA DE ERRORES (‘PROOFREADING ACTIVITY’) HACIENDO QUE LA GENERACIÓN DE ERRORES O APARICIÓN DE MUTACIONES TRAS LA REPLICACIÓN SEA MUCHO MÁS FRECUENTE
VARIABILIDAD GENÉTICA – EL ARMA SECRETADEL PCV2
El ciclo de vida de un virus está dominado por un complejo equilibrio entre interacción y competición con el hospedador. Para eludir las defensas, los virus han conseguido [registrados]desarrollar distintas estrategias para inhibir o evadir la respuesta inmunitaria del hospedador.
Mientras que los virus complejos poseen una variedad de proteínas que son capaces de interaccionar con las vías inmunitarias específicas del hospedador, los virus pequeños, como PCV-2, centran sus oportunidades en la generación de nuevas variantes (cuasiespecies) capaces de evadir la respuesta inmunitaria y expandir así su población.
VARIABILIDAD INTRA-HOSPEDADOR
Con el objeto de entender la variabilidad genética que ocurre dentro de los animales una vez infectados, se suelen analizar las variantes generadas naturalmente en animales de granja. Para ello, se estudiaron lechones desde la primera vez que eran infectados con PCV-2 y se evaluó la variabilidad del genoma de PCV-2 intra-hospedador durante 4 semanas consecutivas (Correa-Fiz F. et al. 2018).
Analizando los datos obtenidos longitudinalmente por secuenciación masiva, se comprobó la dinámica de aparición de mutaciones intra-hospedador.
En general, se observó una dinámica fluctuante con la aparición y desaparición de mutaciones de manera transitoria. El patrón observado dependía de la granja analizada, pero, al evaluar las mutaciones que conducían a un cambio a nivel de aminoácidos (cambios no sinónimos) en la proteína de la cápside, se pudieron detectar ciertas similitudes entre granjas.
Los aminoácidos sujetos a modificaciones se encontraron en posiciones que se predicen expuestas en la estructura de la partícula vírica cuando ésta es modelada in silico, señalando así al papel central que tiene la inmunidad en la diversidad de PCV-2 dentro del hospedador.
En una de las granjas analizadas, los animales fueron trasladados durante el estudio y se mezclaron con lechones de otros orígenes. El escenario en este caso, cambió drásticamente.
En la mayoría de los animales, se observó coinfección con diferentes genotipos después del traslado, incrementándose de esta manera la posibilidad de recombinación entre diferentes genotipos o cepas, lo que puede asociarse con un mayor riesgo de padecer PCVD en la granja. Curiosamente, en todos los eventos de coinfección se identificó particularmente PCV-2d, sugiriendo que este genotipo podría estar asociado con una mayor persistencia.
VARIABILIDAD GENÉTICA VS SEVERIDAD CLÍNICA
En otro estudio realizado bajo condiciones controladas en el laboratorio, se estudiaron los animales después de la infección experimental con una cepa de PCV-2b (Correa-Fiz F. et al. 2020). El análisis de la variabilidad del genoma de PCV-2 se realizó longitudinalmente durante 3 semanas consecutivas post-infección.
Tras la infección, se analizó la cantidad de PCV-2 en suero (viremia) en la tercera semana, se estableció la ganancia de peso de los lechones y se realizaron las necropsias para evaluar los diferentes criterios histopatológicos establecidos para el diagnóstico de PCVD (Segalés J. 2012):
Depleción linfocitaria
Inflamación granulomatosa de los tejidos linfoides
Cantidad elevada de ADN de PCV-2 por hibridación in situ en estos tejidos
En base a estos resultados, se dividieron los animales en tres grupos para su análisis.
El grupo de animales diagnosticados con PCVD mostró la menor variabilidad genética, posiblemente debido a la inmunosupresión característica de esta enfermedad que podría inducir una menor presión inmunológica sobre el virus.
La mayor variabilidad observada fue en el grupo de animales que había permanecido con una infección subclínica y alta viremia (≥ 7 log10 PCV-2 copias de genoma/mL).
El grupo con infección subclínica y baja viremia (< 7 log10 PCV-2 copias de genoma/mL), desarrolló un patrón intermedio.
Resulta interesante que en ambos grupos con infección subclínica (alta o baja viremia) se detectaron animales capaces de albergar virus con una variabilidad sorprendentemente alta (animales “hipermutantes”), especialmente en la región que codifica para la proteína Cap.
La proteína de la cápside tiene propiedades inmunogénicas, siendo capaz de inducir una respuesta humoral y celular efectiva, por lo que no es sorprendente que sea la diana de las altas tasas de mutación encontradas y, por otro lado, el elemento común en la mayor parte de las vacunas comerciales diseñadas frente a PCV-2.
En cualquier caso, la alta variabilidad observada dentro del hospedador puede representar una estrategia efectiva para la persistencia del virus dentro del animal, al mismo tiempo que confiere la posibilidad de generar variantes capaces de expandirse en una escala más grande.
La presencia de animales “hipermutantes” podría tener un papel epidemiológico relevante, comportándose como incubadores y amplificadores de nuevas variantes que podrían ser transmitidas y seleccionadas en la población representando un alto riesgo para la granja en cualquier momento.
En conjunto, estos resultados ponen de manifiesto la importancia de reducir la circulación y persistencia de PCV-2 en granja como medio para reducir el riesgo de PCVD. Ciertamente, la aparición de nuevos genotipos en el futuro es bastante probable considerando la alta tasa de mutación de este virus de ADN de cadena simple que da lugar a la posibilidad de acumular mutaciones en su genoma.
Sin embargo, existen diversas estrategias que permiten abordar esta problemática:
Implementación de medidas más estrictas de bioseguridad en la granja que minimicen la mezcla de animales de distintos orígenes.
Implementación de programas de vacunación efectivas.
Establecer nuevas prácticas que permitan fortalecer la inmunidad intrínseca de los animales.
Reforzar la vigilancia activa dirigida a detectar la aparición de nuevas variantes con distintas características inmunológicas a tiempo.
CON TODO ESTO, ES POSIBLE CONSIDERAR UN ESCENARIO EN EL QUE SE CONSIGA CONTROLAR MÁS RÁPIDA Y EFICAZMENTE A ESTE PEQUEÑO VIRUS, FRENANDO ASÍ SU EVOLUCIÓN Y DISMINUYENDO LA GRAN AMENAZA QUE ÉSTA IMPLICA
BIBLIOGRAFÍA
López-Soria S., Nofrarías M., Calsamiglia M., Espinal A., Valero O., Ramírez Mendoza H., Mínguez A., Serrano J.M., Marín O., Callén A., Segalés J. Post weaning multisystemic wasting syndrome (PMWS) clinical expression under field conditions is modulated by the pig genetic background. Vet Microbiol. 5, 352 (2011).
Franzo, G. & Segalés, J. Porcine circovirus 2 (PCV-2) genotype update and proposal of a new genotyping methodology PLoS One. 13(12): e0208585 (2018).
Correa-Fiz, F., Franzo, G., Llorens, A., Segalés, J. & Kekarainen, T. Porcine circovirus 2 (PCV-2) genetic variability under natural infection scenario reveals a complex network of viral quasispecies. Sci. Rep. 8, 15469 (2018).
Correa-Fiz, F., Franzo, G., Llorens, A., Huerta, E., Sibila M., Kekarainen, T. & Segalés, J. Porcine circovirus 2 (PCV-2) genetic variability under natural infection scenario reveals a complex network of viral quasispecies. Sci. Rep. 10, 17747 (2020).
Segalés, J. Porcine circovirus type 2 (PCV2) infections: Clinical signs, pathology and laboratory diagnosis. Virus Res. 164, 10–19 (2012).
El hecho de que se encuentre distribuido mundialmente en la cabaña porcina, posiblemente asociado a su alta capacidad de resistencia ambiental.
La alta capacidad de mutación y generación de nuevos genotipos.
Mientras que los virus complejos poseen una variedad de proteínas que son capaces de interaccionar con las vías inmunitarias específicas del hospedador, los virus pequeños, como PCV-2, centran sus oportunidades en la generación de nuevas variantes (cuasiespecies) capaces de evadir la respuesta inmunitaria y expandir así su población.
