Chikungunya: Aspectos virológicos que afectan la epidemiología y la transmisión

Jairo A. Méndez-Rico, PhD Asesor Regional Enfermedades Virales OPS/OMS Washington DC

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Enfermedades Emergentes Microbial Threats to Health in the United States 1992, Instituto de Medicina (USA)

• Enfermedades emergentes: se reconocen nuevas enfermedades (p.e. un nuevo agente patógeno)

• Enfermedades re-emergentes: Ya se habían controlado pero se activaron nuevamente (p.e. en un nuevo territorio)

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Title of the Presentation (Joshua Lederberg & Robert Shope)

Enfermedades Emergentes • Las enfermedades emergentes son parte de un proceso histórico • Durante los últimos 15 años, la mayoría de enfermedades infecciosas nuevas han sido virales • Gracias a su capacidad de adaptación y rápida evolución los virus constituyen el mayor reto

Enfermedades Emergentes  Arbovirus (Arthropod-Borne Virus): Transmitted by hematophagous arthropods (mosquitoes, ticks, fleas, etc.) Togaviridae

Flaviviridae

Bunyaviridae

Reoviridae

Enfermedades Emergentes  Arbovirus (Arthropod-Borne Virus): Transmitted by hematophagous arthropods (mosquitoes, ticks, fleas, etc.) Togaviridae

Flaviviridae

Dos géneros: • Rubivirus (Rubeola) • Alphavirus

Bunyaviridae

Reoviridae

Alphavirus Mas de 30 virus en 7 complejos Semliki Forest (SFV) O´nyong-nyong (ONNV) Mayaro (MAYV) Ross River (RRV) Chikungunya (CHIKV) Sindbis WEEV VEEV EEEV

Alphavirus • Virus con envoltura lipídica • Simetría icosahédrica y forma esférica • Todos compuestos por ssRNA

Cortesía, Ann Powers, CDC Fort Collins

Alphavirus

Alphavirus

RNA (+): Se traduce directamente en ribosomas RNAdRNAp: Replicación RNA(-) RNA (-) RNA (genómico)

La RNA pol no tiene acción “correctora”: mutaciones (deletéreas, silentes pero constantes, adaptativas)

Alphavirus •

gp Envoltura (E1 + E2)

• Expuesta a mayor presión adaptativa o Responsable de unión a receptores celulares, escape del endosoma o Determinantes antigénicos

Cortesía, Ann Powers, CDC Fort Collins

Chikungunya (CHIK)

(J Hyg (Lond). 1956 Jun;54(2):177-91.)

Chikungunya (CHIK)

(J Hyg (Lond). 1956 Jun;54(2):177-91.)

“…muy aguda aparición de dolores paralizantes en las articulaciones, fiebre severa y finalmente, la erupción visible.” “…una variante clínica de dengue clásico que difiere en la ausencia de dolor de cabeza, de la sensibilidad a la presión a los globos oculares, y del dolor en los movimientos del ojo"

Chikungunya (CHIK)

Las manifestaciones clínicas son un reflejo de los efectos del virus sobre las células afectadas:

Tropismo celular

Chikungunya (CHIK) Receptores:

• DC-SIGN (CD209) • L-SIGN (hígado y nódulos linfáticos) • Heparan sulfato • Laminina • Integrinas

NATURE REVIEWS | Microbiology Vol 8 | July 2010 | 491

Chikungunya (CHIK) •

In vitro, se ha demostrado que CHIKV crece en diversas líneas no humanas: Vero, embrión de pollo, fibroblastos BHK21, L929, y células hepáticas HEp-2

•

En cultivos experimentales con células humanas: Células adherentes (primarias epiteliales y endoteliales), fibroblastos y (en menor medida) macrófagos.

•

También en humanos, se ha visto replicación en células musculares satelitales, pero no en miotubos diferenciados.

•

Las células B y T no son susceptibles a CHIKV (in vitro).

Como otros alphavirus, CHIKV es altamente citopático en cultivo de células humanas. La infección lleva rápidamente a la apoptosis: efecto en la fisiopatología

Chikungunya (CHIK)

NATURE REVIEWS | Microbiology Vol 8 | July 2010 | 491

Chikungunya (CHIK)

Ozden S, Huerre M, Riviere J-P, Coffey LL, Afonso PV, et al (2007) Human Muscle Satellite Cells as Targets of Chikungunya Virus Infection. PLoS ONE 2(6): e527. doi:10.1371/journal.pone.0000527

NATURE REVIEWS | Microbiology Vol 8 | July 2010 | 491

Emerging Infectious Diseases • www.cdc.gov/eid • Vol. 16, No. 3, March 2010

-Lesiones placentarias en sólo 1 de 624 mujeres infectadas durante el embarazo -Se ha demostrado que los sincitiotrofoblastos humanas son refractarios a la infección

Emerging Infectious Diseases • www.cdc.gov/eid • Vol. 16, No. 3, March 2010

-Lesiones placentarias en sólo 1 de 624 mujeres infectadas durante el embarazo -Se ha demostrado que los sincitiotrofoblastos humanas son refractarios a la infección -El presunto mecanismo de transmisión viral es el paso directo de la sangre materna en la circulación fetal a través de pequeñas rupturas de la placenta durante el parto

Epidemiología

http://discovermagazine.com/tags?tag=arthropods

Epidemiología

http://www.cdc.gov/chikungunya/geo/index.html

Epidemiología (molecular)

Genoma ~ 12Kb

3 genotipos

The geographic reach of Chikungunya virus.

National Academy of Sciences PNAS 2011;108:7653-7654

©2011 by National Academy of Sciences

Demuestra que la epidemia en el Océano Índico fue por el linaje ECSA Africano

Epidemiología (molecular)

Demuestra que la epidemia en las Américas corresponde a la introducción del genotipo Asiático

Epidemiología (molecular)

Viruses 2014, 6(11), 4628-4663; doi:10.3390/v6114628

Transmisión Ciclo similar a Fiebre Amarilla (selvático) y Dengue

Transmisión Distribución del vector principal Aedes aegytpi

http://ucanr.edu/blogs/bugsquad//blogfiles/14980_original.jpg

Transmisión Aedes albopictus como vector de CHIKV

PLoS Med. 2006 , 3:1058-70

Transmisión • Cambio de Ala 226 Val (Proteína E1 – pept. de fusión) • En SFV el residuo 226 regula la dependencia del colesterol durante la fusión • Una mejor adaptación al contenido lipídico de la membrana puede mejorar la replicación • Los virus mutantes aumentan notablemente la diseminación en órganos (secundarios) del mosquito

Transmisión Infección de Aedes albopictus con variantes de CHIKV

Val

Ala

Transmisión ???

PNH Nuevo humano?

Diagnóstico por laboratorio • La confirmación etiológica específica de CHIKV sólo es posible por técncias de laboratorio • En áreas endémicas, el dengue constituye el principal diagnóstico diferencial • Las plataformas para vigilancia de dengue, permitiran la detección y vigilancia de CHIKV

Diagnóstico por laboratorio • Los centros colaboradores y laboratorios de referencia en la región, juegan un papel primordial en la confirmación (serológica) de los casos • Una vez demostrada la circulación viral autóctona, no será necesario confirmar el 100% de los casos

Diagnóstico por laboratorio •

Se deben ajustar los protocolos de vigilancia para no sobrecargar los laboratorios, considerando la confirmación de los casos graves pero sólo un porcentaje o número limitado de muestras ambulatorias con fines de vigilancia (no diagnóstico individual)

•

El laboratorio juega un papel fundamental para la detección de los casos iniciales; sin embargo, los programas de vigilancia deben articular además el componente clínico, epidemiológico, ambiental y social para lograr una adecuada caracterización y control de brotes

Gracias!

Preparación en la Región Instituto Conmemorativo Gorgas, junio 2014

Colaboración con el CDC

Diagnóstico por laboratorio Fiebre Virus / Antígeno

Acs. neutralizantes IgG Acs. IgM

3-7 días

Incubación

1-8 días (max)

Viremia

Adaptado de: Chikungunya overview, Dr. P. Formenty

15-20 días

(Umbral de anticuerpos)

Diagnóstico por laboratorio • Dx. VIROLÓGICO

• Dx. SEROLÓGICO

– Aislamiento viral BSL 3 (virus emergente) – Detección de RNA (PCR)

1

– MAC-ELISA – HI – PRNT

8

Días tras el inicio de síntomas

Detección viral: días 1 a 5 (máximo 8) Detección Acs (IgM) : día 5 en adelante

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Ensayos serológicos: ELISA IgM 1. Cubrir con anti-Human IgM

2. Suero del paciente (IgM)

3. Adicionar Antigeno CHIKV

HRP

HRP

4. Adicionar conjugado HRP anti-grupo Adaptado de: Laboratory Testing for Chikungunya Virus, Dr. R. Lanciotti, CDC

Ensayos serológicos: ELISA IgG 1. Cubrir con Acs Monoclonales (anti-grupo) 2. Adicionar antígeno viral (CHIK)

3. Adicionar suero del paciente

AP

AP

4. Adicionar conjugado anti IgG

Adaptado de: Laboratory Testing for Chikungunya Virus, Dr. R. Lanciotti, CDC

Ensayos serológicos: Neutralización Ensayo de Neutralización por Reducción de Placas (PRNT) Incubar diluciones del suero del paciente + virus Interpretación: 100 plaques = No hay anticuerpos presentes en la muestra 90% de reducción de placas= anticuerpos presentes Neutralización

No neutralización Adaptado de: Laboratory Testing for Chikungunya Virus, Dr. R. Lanciotti, CDC

Diagnóstico por laboratorio • Los laboratorios deben implementar y fortalecer la capacidad diagnóstica básica para detección viral  CDC a validado algunos estuches comerciales

Limitaciones de las pruebas serológicas:

 Detección de IgM/IgG: ELISA in house (CDC) relativamente compleja, exigente  Reacción cruzada con otros alpha-virus (especialmente Mayaro)  Los ensayos serológicos (única muestra) son presuntivos

Diagnóstico por laboratorio • Los laboratorios deben implementar y fortalecer la capacidad diagnóstica básica para detección viral

Limitaciones de las pruebas serológicas:

La confirmación serológica implica muestras pareadas (10 -14 días de la aguda)  Seroconversión (Neg a Pos)  Aumento de títulos (4 veces) ELISA es CUALITATIVA (no cuantitativa) Se debe confirmar con técnicas cuantitativas como HI ó Neutralización (>especificidad)

Las pruebas rápidas presentan muy baja sensibilidad

Diagnóstico por laboratorio Fiebre Virus / Antígeno Acs. neutralizantes IgG Acs. IgM

IgM = POS IgG = POS

3-7 días

Incubación

1-8 días (max)

Viremia

45 Adaptado de: Chikungunya overview, Dr. P. Formenty

15-20 días

(Umbral de anticuerpos)

Diagnóstico por laboratorio Ensayo confirmativo recomendado: CDC CHIK Real-Time RT-PCR

• Diseño original: 4 iniciadores/2 sondas (actualizado, 2014) • Detecta todos los genotipos de CHIK (WA, SCEA, & Asia) • 25 copias/reacción (alta sensibilidad)

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CHIKV Diagnóstico por laboratorio

Diagnóstico por laboratorio Ensayo confirmativo recomendado:

CDC CHIK Real-Time RT-PCR

• Actualizado 2014: 5 iniciadores + 3 sondas • Detecta todos los genotipos de CHIK (WA, SCEA, & Asia) • 25 copias/reacción (alta sensibilidad) 47

CHIKV Diagnóstico por laboratorio

Diagnóstico por laboratorio • Los centros colaboradores y laboratorios de referencia en la región, juegan un papel primordial en la confirmación (serológica) de los casos • Una vez demostrada la circulación viral autóctona, no será necesario confirmar el 100% de los casos

Diagnóstico por laboratorio •

Se deben ajustar los protocolos de vigilancia para no sobrecargar los laboratorios, considerando la confirmación de los casos graves pero sólo un porcentaje o número limitado de muestras ambulatorias con fines de vigilancia (no diagnóstico individual)

•

El laboratorio juega un papel fundamental para la detección de los casos iniciales; sin embargo, los programas de vigilancia deben articular además el componente clínico, epidemiológico, ambiental y social para lograr una adecuada caracterización y control de brotes