El virus de la febre aftosa (en anglès foot-and-mouth disease virus o FMDV) és l'agent causal de la febre aftosa del bestiar. Es tracta del membre prototip del gènere Aphtovirus, dins de la família Picornaviridae. La glossopeda (del grec, γλώσσος glossos, llengua i πεδη peda, pota, peülla) o febre aftosa del bestiar (FMD) és una malaltia infecciosa aguda que afecta els membres de l'ordre Artiodactyla, que inclou el bestiar boví, oví, caprí i porcí a més d'altres animals salvatges. The Center for Food Security & Public Health. (2007) "Foot and Mouth Disease." Iowa State University College of Veterinary Medicine La FMD es caracteritza per febres altes durant dos o tres dies i l'aparició d'úlceres a la boca i llengua, anomenades aftes, a més d'ampolles a les peülles i al braguer. L'alta contagiositat del virus i les pèrdues en la producció associades fan que la febre aftosa del bestiar sigui una preocupació en la sanitat animal arreu del món.
Història miniatura|Friedrich August Johannes Loeffler La primera descripció escrita de la febre aftosa probablement es va fer el 1514, quan Fracastorius descriu una malaltia similar en bestiar a Itàlia. Gairebé 400 anys després, el 1897, Loeffler i Frosch van demostrar per primera vegada que una malaltia dels animals, la febre aftosa en qüestió, era causada per un agent filtrable. No va ser fins a l'any 1920 que un model animal adequat va ser establert per Waldmann i Pape per a l'estudi del virus de la febre aftosa, utilitzant conillets d'índies, i amb el posterior desenvolupament de sistemes de cultiu in vitro de cèl·lules pel virus, les propietats químiques i físiques del virus de la febre aftosa es van anar descobrint durant la resta del , arribant el 1989 a una descripció completa de la seva estructura tridimensional. Brian W. J. Mahy (2005). Introduction and history of foot-and-mouth disease virus. Curr Top Microbiol Immunol. 288:1-8.
Estructura vírica Es tracta d'un virus ARN monocatenari el genoma del qual es troba inclòs en una càpsida proteica, sense embolcall. La seva mida està al voltant dels 30 nm i la càpsida té morfologia icosaèdrica amb pentàmers formats per 4 proteïnes estructurals diferents: VP1, VP2, VP3 i VP4. D'aquestes, la proteïna VP1 és la més important, ja que constitueix un dels antígens més immunògens i biològicament actius del virus, en intervenir en el reconeixement dels receptors cel·lulars i la formació d'anticossos neutralitzants. Aquesta proteïna és, a més, altament variable, el que la fa responsable en bona part de l'elevada variabilitat del virus. El genoma víric està format per uns 8500 nucleòtids i s'estructura en una fase de lectura oberta (ORF) central situada entre dues zones no codificadores. La zona no codificadora situada a l'extrem 5' té unida covalentment la proteïna VPg.
Serotips S'han identificat 7serotips i uns 65 subtipus del virus de la febre aftosa. Per ordre d'identificació, van ser designats O (Oise) i A (Allemagne) el 1922, C el 1926; SAT1, SAT2, SAT3 (territoris sud-africans) entre 1952-1958 i Asia1 el 1957. Les tècniques d'hibridació d'ARN permeten dividir els tipus en dos grups diferents: O, A, C i Asia 1 i SAT,1,2 i 3, amb una homologia del 60 al 10% dins de cada grup i de només 25-40% entre grups. Tradicionalment cada tipus ha estat dividit al seu torn en subtipus basant-se en diferències quantitatives mitjançant tècniques serològiques i de protecció creuada. En cada tipus té lloc una variació antigènica que correspon a un procés continu de deriva antigènica per mutacions puntuals sense existir límits de separació clars entre subtipus. Aquesta heterogeneïtat antigènica té importants implicacions econòmiques en el desenvolupament i selecció de vacunes, ja que la immunitat adquirida mitjançant infecció o vacunació és estrictament específica de tipus, i en menor mesura, específica de subtipus.<ref name="C._Carrillo,_Z._Lu,_M._V._Borca,_A._Vagnozzi,_G._F._Kutish_and_D._L._Rock_(2007)._Genetic_and_Phenotypic_Variation_of_Foot-and-Mouth_Disease_Virus_during_Serial_Passages_in_a_Natural_Host._Journal_of_Virology">C. Carrillo, Z. Lu, M. V. Borca, A. Vagnozzi, G. F. Kutish and D. L. Rock (2007). Genetic and Phenotypic Variation of Foot-and-Mouth Disease Virus during Serial Passages in a Natural Host. Journal of Virology.</ref>
Variabilitat A la gran varietat de serotips i subtipus s'hi afegeix el fet que el virus de la febre aftosa és extremadament variable des del punt de vista genòmic, mostrant gran facilitat per modificar les seqüències que codifiquen tant les seves proteïnes estructurals com les no estructurals i també per fer estables les noves variacions.
S'han descrit mecanismes similars als que presenten els virus influença, com el “drift” antigènic, un canvi menor caracteritzat per una certa quantitat de reemplaçaments aminoacídics. Però també s'han descrit altres canvis de gran magnitud en què certs aminoàcids de localització crítica es veuen substituïts, alterant d'aquesta manera diversos epítops o determinants antigènics alhora (l'anomenat “shift” antigènic en virus influença). Es poden arribar a donar variacions antigèniques en el curs d'una mateixa ona epizoòtica. Aquesta variabilitat no només es restringeix a elements estructurals o funcionals, sinó que poden determinar una marcada modificació de les propietats biològiques, com la virulència del virus enfront diverses espècies animals.
Característiques físico-químiques El virus queda inactivat ràpidament fora de l'interval de pH de 6,0-9,0 i per dessecació i temperatures superiors als 56 °C, tot i que el virus residual pot sobreviure un temps considerable quan s'associa amb proteïnes d'origen animal (per exemple en llet infectada i pasteuritzada a 72 °C durant 15 seg). El virus és resistent a dissolvents lipídics com l'èter i cloroform però a causa de la seva sensibilitat a pHs alcalins i àcids, l'hidròxid de sodi, el carbonat de sodi, i l'àcid cítric o l'àcid acètic són desinfectants eficaços. Brian W. J. Mahy, et al. (2012). Overview of Foot-and-Mouth Disease. The Merck Veterinary Manual.
Replicació viral Quan el virus entra en contacte amb la membrana d'una cèl·lula hoste, s'uneix a un lloc receptor, provoca un plegament de la membrana i la travessa.
Després de l'adsorció, penetració i eliminació de la càpsida del virió, la VPg, que és una petita proteïna que s'uneix covalentment a l'extrem 5' de les cadenes del RNA+ i RNA- i al RNA del virió però no a l'ARNm, se separa del de l'ARN víric mitjançant l'acció dels enzims cel·lulars.
L'ARN víric, actuant com ARNm, és traduït sense interrupcions per donar una poliproteïna amb activitat proteasa. Aquesta és dividida posteriorment en quatre productes primaris que, al seu torn, són dividits de nou en proteïnes més petites per subunitats o parts de la pròpia poliproteïna amb activitat proteasa. Els primers passos d'aquesta escissió tenen lloc quan la poliproteïna encara està unida al poliribosoma.
Un dels polipèptids resultants de la fragmentació primària dona lloc, després de la seva divisió, a quatre proteïnes estructurals i un altre producte primari és el precursor de la part vírica de l'ARN polimerasa. La funció dels altres dos polipèptids primaris és desconeguda. Aquestes proteïnes estructurals del virus estan codificades a l'extrem 5’, mentre que les altres proteïnes virals que intervenen en la replicació viral, patogènia i processament proteolític, són codificades cap a l'extrem 3'.Gutierrez A.(1994). El virus de la fiebre aftosa. Bovis. 56, 31-40
La replicació de l'ARN víric es dona al citoplasma. L'ARN polimerasa transcriu una cadena complementària (sentit negatiu) que serveix al seu torn com a motlle per a la síntesi de noves cadenes de sentit positiu. Aquestes cadenes de sentit positiu actuen llavors com ARNm addicional per a la posterior síntesi de proteïnes virals o bé són incorporades en els virions de la progènie.
El cicle infecciós es completa amb l'empaquetament del genoma del virus a la càpsida i la sortida d'aquesta de la cèl·lula infectada.
El virus de la febre aftosa, i en general els picornavirus, posseeixen la característica de poder dur a terme la recombinació intramolecular dels seus genomes quan la cèl·lula està doblement infectada per dues soques diferents de la mateixa espècie vírica, fet que s'ha demostrat tant en el cas del virus de la febre aftosa com en el del poliovirus.Fenner F., Bachmann P.A, Gibbs E. P. J, Murphy F. A., Studdert M. J, White D. O. (1987). Veterinary virology. Londres: Accademic Press
Resposta immunològica Immunitat innata El virus de la febre aftosa (VFA), quan infecta un animal, és percebut per cèl·lules de la immunitat innata, com ara els macròfags. Quan hi ha reconeixement dels patrons moleculars del virus per part d'aquestes cèl·lules, es produeixen gran varietat de citocines proinflamatòries com el factor de necrosi tumoral alfa (TNF-a) i l'INF1 i es fagocita el virus. S'ha demostrat que la fagocitosi del VFA pels macròfags és possible sense l'ajuda dels anticossos opsonitzant, encara que l'activitat fagocítica d'aquestes cèl·lules es torna molt més eficient quan intervé el sistema complement.Díaz. A. P, Bautista L. Fiebre aftosa:Revisión de una enfermedad de impacto bovino. Bogotá: Universidad Colegio Mayor de Cundinamarca. Vist 17 de gener de 2014 de: http://www.slideshare.net/laurislau1/fiebre-aftosa-20369126
En contrast amb això, els experiments basats en cultius cel·lulars han demostrat que és necessari que el VFA estigui unit per un anticòs específic amb la finalitat d'induir la transcripció d'IFN de les cèl·lules dendrítiques. Això implicaria un important alliberament d'INF de les cèl·lules drendrítiques en resposta a la infecció per aquest virus, però això no es produirà fins que la concentració d'anticossos anti-VFA en la circulació hagi aconseguit nivells adequats.McCulloughand K., Sobrino S.(2004). Immunology of Foot-and-Mouth Disease [versió electrònica]. Foot-and-Mouth Disease. Vist 18 de gener de 2014 de: http://www.crcnetbase.com/doi/abs/10.1201/9781420037968.ch8
Els mecanismes pels quals el VFA interacciona amb les cèl·lules el sistema immunitari innat requereixen més recerca.
Immunitat específica La producció d'anticossos comença amb la IgM, seguida de IgG, que aviat constitueix la immunoglobulina majoritària i capaç de neutralitzar al virus. La producció d'anticossos enfront del virus es duu a terme per limfòcits B, com ocorre en altres animals. Aquests limfòcits, per produir els anticossos necessiten, d'una banda, reconèixer alguna regió del virus i per un altre rebre un senyal d'activació dels limfòcits T helper. Aquests limfòcits T han hagut de ser activats prèviament reconeixent pèptids de les proteïnes del virus en la membrana de cèl·lules presentadores d'antigen i associat a molècules del sistema major d'histocompatibilitat o MHC.
Aquests alts nivells d'anticossos es troben en el sèrum d'animals que han patit la malaltia o que han estat vacunats i poden ser detectats en la circulació dels animals infectats 4-5 dies després de la infecció natural.Rodríguez A. (1994). Respuesta inmune frente al virus de la fiebre aftosa. Bovis. 56, 41-47
Evasió A més d'una supressió general de la síntesi de proteïnes de les cèl·lules hoste, el virus de la febre aftosa ha desenvolupat diversos mecanismes per a l'evasió efectiva de la resposta immunitària de l'hoste com ara la interferència específica per la inhibició de la síntesi d'IFN. El VFA també és capaç d'interferir amb l'expressió superficial de les molècules de complex d'histocompatibilitat principal de classe I.
Els limfòcits T citotòxics CD8+ s'activen per destruir les cèl·lules infectades pel virus després de la detecció dels pèptids vírics presentats per les molècules de MHC de classe I. En impedir l'expressió de la superfície de l'antigen viral, el virus de la febre aftosa és capaç d'eludir aquesta branca específica de la resposta immunitària cel·lular.