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El efecto citopático (abreviado ECP ) se refiere a los cambios estructurales en las células huésped causados por la invasión viral . Si un virus provoca estos cambios morfológicos en la célula huésped, se dice que es citopático. [ 1 ] Algunos ejemplos comunes de ECP incluyen el redondeamiento de la célula infectada, la fusión con células adyacentes para formar sincitios y la aparición de cuerpos de inclusión nucleares o citoplasmáticos . [ 2 ]
Los efectos citotóxicos y otros cambios en la morfología celular son solo algunos de los muchos efectos de los virus citocidas. Cuando un virus citocida infecta una célula susceptible, mata a la célula huésped mediante cambios en su morfología, fisiología y los procesos biosintéticos subsiguientes. Estos cambios son necesarios para la replicación eficiente del virus, pero a costa de la célula huésped. [ 2 ] En última instancia, el virus infectante puede causar la lisis de la célula huésped o esta puede morir sin lisarse debido a su incapacidad para replicarse. [ 3 ]
Diagnóstico
Los CPE son aspectos importantes de una infección viral en el diagnóstico. Muchos CPE se pueden observar en células sin fijar ni teñir con el microscopio óptico a baja potencia , con el condensador bajado y el diafragma del iris parcialmente cerrado. Sin embargo, con algunos CPE, como los cuerpos de inclusión, las células deben fijarse y teñirse para luego observarse con un microscopio óptico. [ 1 ] 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 un ser humano infectado. [ 2 ] La velocidad de aparición de los CPE también es una característica importante que los virólogos pueden usar para identificar el tipo de virus. Si los CPE aparecen después de 4 a 5 días in vitro con una baja multiplicidad de infección, el virus se considera lento. Si los CPE aparecen después de 1 a 2 días in vitro con una baja multiplicidad de infección, se considera que el virus es rápido. Las inoculaciones siempre se realizan con una baja multiplicidad de infección porque, con una alta multiplicidad de infección, todos los CPE aparecen rápidamente. [ 1 ]
Por lo general, el primer signo de infección viral es el redondeamiento de las células. Posteriormente, suelen aparecer cuerpos de inclusión en el núcleo y/o el citoplasma de la célula huésped. Estos cuerpos de inclusión pueden identificarse inicialmente mediante microscopía óptica en frotis de sangre del paciente o en secciones teñidas de tejidos infectados. Sin embargo, para caracterizar completamente su composición, es necesario realizar una microscopía electrónica . Los cuerpos de inclusión pueden ser acumulaciones de subproductos de la replicación viral o bien orgánulos o estructuras alteradas de la célula huésped. [ 2 ]
Algunas infecciones virales provocan un efecto citopático peculiar: la formación de sincitios . Los sincitios son grandes masas citoplasmáticas que contienen numerosos núcleos. Suelen producirse por la fusión de células infectadas. Este mecanismo resulta útil para el virus, ya que le permite propagarse de las células infectadas a las no infectadas. [ 2 ]
Las infecciones virales pueden presentar efectos citopáticos fenotípicos clínicamente relevantes. Por ejemplo, en el caso del virus de la hepatitis C (VHC), la esteatosis hepática es una característica lo suficientemente distintiva del virus como para ayudar a identificar su genotipo , es decir, su composición genética. Los pacientes con genotipo 3 del VHC tienen una probabilidad significativamente mayor de desarrollar esteatosis hepática que aquellos con genotipo 1. [ 4 ] Asimismo, los efectos citopáticos pueden utilizarse en la investigación para determinar la eficacia de un nuevo fármaco. Se ha desarrollado un ensayo que analiza los efectos citopáticos 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 utilizarlos para detectar discrepancias en un experimento. En muchas infecciones virales, diferentes cepas de células huésped pueden presentar una respuesta característica. Actualmente, existe preocupación en la comunidad científica sobre la validez y pureza de las cepas celulares. La contaminación ha aumentado dentro y entre los laboratorios. Los CPE pueden utilizarse para comprobar la pureza de una línea celular determinada. Por ejemplo, la línea celular HeLa CCL-2 es común y se utiliza en una amplia variedad de áreas de investigación. Para comprobar la pureza de las células HeLa, se observaron CPE tras la inoculación con el virus Coxsackie B3 . Estos CPE incluían cambios morfológicos 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 cultivadas 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 efecto citopático (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 . [ 1 ]
Destrucción subtotal
La destrucción subtotal de la monocapa de células huésped es menos severa que la destrucción total. De manera similar a la destrucción total, este efecto citopático se observa al sembrar una monocapa confluente de células huésped en una superficie de vidrio y luego introducir una infección viral. La destrucción subtotal muestra característicamente el desprendimiento de algunas, pero no todas, las células de la monocapa. Se observa comúnmente con algunos togavirus , algunos picornavirus y algunos tipos de paramixovirus . [ 1 ]
Degeneración focal
La degeneración focal provoca un ataque localizado a la monocapa de células del huésped. Aunque este tipo de CPE puede afectar finalmente a todo el tejido, las etapas iniciales y la propagación se producen 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 a la difusión a través del medio extracelular. Este modo de transferencia diferente la distingue de la destrucción total y subtotal y provoca los característicos efectos localizados. Inicialmente, las células del huésped se agrandan, se redondean y se vuelven refringentes. Finalmente, las células del huésped se desprenden de la superficie. La propagación del virus se produce concéntricamente, de modo que las células que se desprenden quedan rodeadas por células agrandadas y redondeadas, que a su vez están rodeadas por tejido sano. Este tipo de CPE es característico de los herpesvirus y los poxvirus . [ 1 ]
Hinchazón y aglomeración
La hinchazón y la aglomeración constituyen un efecto citopático (ECP) en el que las células del huésped se hinchan significativamente. Una vez agrandadas, las células se agrupan formando cúmulos. Finalmente, las células alcanzan un tamaño tal que se desprenden. Este tipo de ECP es característico de los adenovirus . [ 1 ]
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 efecto citopático solo se puede observar mediante la fijación y tinción de las células huésped afectadas. La degeneración espumosa es característica de ciertos retrovirus , paramixovirus y flavivirus . [ 1 ]
Sincitio
El sincitio también se conoce como fusión celular y formación de policariones. En este efecto citopático (ECP), las membranas plasmáticas de cuatro o más células huésped se fusionan y producen una célula agrandada con al menos cuatro núcleos. Aunque a veces se observan fusiones celulares grandes sin tinción, este tipo de ECP se detecta generalmente después de la fijación y tinción de las células huésped. Los herpesvirus producen característicamente fusión celular, así como otras formas de ECP. Algunos paramixovirus pueden identificarse mediante la formación de fusión celular, ya que producen exclusivamente este ECP. [ 1 ]
Organismos de inclusión
Los cuerpos de inclusión —estructuras anormales insolubles dentro del núcleo o el citoplasma celular— solo pueden observarse mediante tinción, ya que indican áreas con tinción alterada en las células huésped. Típicamente, señalan las áreas de la célula huésped donde se sintetiza proteína o ácido nucleico viral o donde se ensamblan 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, redondos o de forma irregular. También pueden ser intranucleares o intracitoplasmáticos y eosinófilos o basófilos . [ 1 ]
Véase también
Referencias
- 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Suchman, Erica; Blair, Carol. "Protocolos sobre los efectos citopáticos de los virus" . Biblioteca de Microbios de la ASM . Sociedad Americana de Microbiología. Archivado del original el 2 de junio de 2012. Recuperado el 20 de noviembre de 2014 .
- 1 2 3 4 5 Baron, Samuel (1996). "Efectos en las células". Microbiología médica (4.ª ed.). TX: University of Texas Medical Branch at Galveston. ISBN 9780963117212PMID 21413282. Consultado el 19 de noviembre de 2014 .
- ↑ Los editores de la Enciclopedia Británica (20 de marzo de 2023). "Efecto citopático (ECP)" . Encyclopædia Britannica . Consultado el 3 de septiembre de 2025 .
- ^ 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 cribado de alto rendimiento robusto basado en el efecto citopático para identificar nuevos inhibidores del virus del dengue" . Antimicrobial Agents and Chemotherapy . 56 (6): 3399– 3401. doi : 10.1128/AAC.06425-11 . PMC 3370735. PMID 22391547 .
- ↑ Carson, Steven; Pirruccello, Samuel (2013). "Heterogeneidad de las células HeLa y efecto citopático del virus coxsackie B3: Implicaciones para la reproducibilidad interlaboratorio de los resultados". Journal of Medical Virology . 85 (4): 677– 683. doi : 10.1002/jmv.23528 . PMID 23408555. S2CID 11280469 .
- Citopatología
- Virología diagnóstica