Jens H. Kuhn, Gaya K. Amarasinghe, Christopher F. Basler, Sina Bavari, Alexander Bukreyev, Kartik Chandran, Ian Crozier, Olga Dolnik, John M. Dye, Pierre B. H. Formenty, Anthony Griffiths, Roger Hewson, Gary P. Kobinger, Eric M. Leroy, Elke Mühlberger, Sergey V. Netesov (Нетёсов Сергей Викторович), Gustavo Palacios, Bernadett Pályi, Janusz T. Pawęska, Sophie J. Smither, Ayato Takada (高田礼人), Jonathan S. Towner y Victoria Wahl

Autor correspondiente: Jens H. Kuhn ([email protected])
Editado por: Stuart G. Siddell y Peter J. Walker
Colocado: Marzo de 2019, actualizado en octubre de 2020
PDF: ICTV_Filoviridae.pdf

Resumen

Los miembros de la familia Filoviridae producen viriones de forma variada, a menudo filamentosos, con envoltura, que contienen genomas de ARN lineal de sentido negativo no segmentado de 15-19 kb (Tabla 1.Filoviridae). La familia incluye seis géneros. Varios filovirus (por ejemplo, el virus del Ébola y el virus de Marburgo) son patógenos para el ser humano y muy virulentos. Los murciélagos son huéspedes naturales de algunos filovirus (por ejemplo, el virus de Marburgo, el virus Ravn), mientras que otros infectan a los peces (por ejemplo, el virus Huángjiāo, el virus Xīlǎng).

Tabla 1.Filoviridae. Características de los miembros de la familia Filoviridae

Característica	Descripción
Miembro típico	Virus de Marburgo , especie Marburgvirus, género Marburgvirus
Virión	Desarrollado, de forma variada, con una sola nucleocápside o poliploide
Genoma	Aproximadamente 15-19 kb de ARN lineal de sentido negativo no segmentado
Replicación	El ARN antigenómico es un intermediario de la replicación. Tanto el genoma como el antigenoma forman complejos ribonucleoproteicos que sirven como plantillas
Traducción	De múltiples ARNm con tapa 5′ y poliadenilado 3′
Alcance del huésped	Los primates (ebolavirus, marburgavirus), los murciélagos (cuevavirus, dianlovirus, marburgavirus, probablemente ebolavirus), los cerdos domésticos (virus Reston) y los peces (striavirus, thamnovirus) se infectan de forma natural
Taxonomía	Riboviria, phylum Negarnaviricota, subphylum Haploviricotina, clase Monjiviricetes, orden Mononegavirales: La familia incluye seis géneros (Cuevavirus, Dianlovirus, Ebolavirus, Marburgvirus, Striavirus y Thamnovirus) y un total de once especies

Los virus asignados a los seis géneros forman un clado monofilético basado en el análisis filogenético de las secuencias de ARN polimerasa dirigida (RdRP) (Wolf et al., 2018). Los genomas de los virus de los seis géneros tienen una arquitectura genómica similar.

Anfitrión mamífero

Género Cuevavirus. Este género incluye una especie para un virus (el virus Lloviu ), descubierto en murciélagos miniópteros muertos (probables huéspedes incidentales). Los cuevavirus sólo se han registrado en Europa. Los cuevavirus se caracterizan por tener genomas que expresan la proteína asociada al complejo de ribonucleoproteínas (RNP) (VP24) y la proteína grande (L) a partir de un ARNm bicistrónico, en lugar de hacerlo a partir de transcripciones individuales (dianlovirus, ebolavirus, marburgvirus) (Negredo et al., 2011).

Género Dianlovirus. Este género incluye una especie para un virus (virus Měnglà ), descubierto en murciélagos pterópodos. Los dianlovirus sólo se han registrado en China. La organización de los genomas de los dianlovirus recuerda mucho a la de los genomas de los marburgvirus, pero contienen cuatro en lugar de una sola superposición de genes (Yang et al., 2019).

Género Ebolavirus. Este género incluye seis especies para seis virus. Uno de estos virus, el virus Bombali (BOMV), se ha detectado en murciélagos molósidos (Goldstein et al., 2018). Se sospecha que otros dos virus, el virus del Ébola (EBOV) y el virus Reston (RESTV), son albergados por murciélagos como huéspedes naturales. Cinco ebolavirus (el virus de Bundibugyo, el EBOV, el RESTV, el virus de Sudán y el virus del bosque de Taï) son patógenos para los primates no humanos. El BDBV, el EBOV y el SUDV son patógenos humanos altamente letales. Según los informes, el TAFV sólo ha causado un caso de enfermedad humana grave pero no letal, y el RESTV, por lo que se sabe, sólo ha causado una infección humana inaparente. El RESTV también se ha encontrado en cerdos domésticos. El RESTV parece ser endémico en el sudeste asiático; todos los demás ebolavirus circulan en África (Kuhn et al., 2020). Los ebolavirus destacan por expresar tres proteínas distintas de sus genes de glicoproteínas (GP), una estrategia que comparten con los cuevavirus (Negredo et al., 2011, Sánchez et al., 1996, Volchkov et al., 1995).

Género Marburgvirus. Este género incluye una especie para dos virus encontrados en murciélagos pterópodos. Ambos virus (el de Marburgo y el de Ravn) son patógenos humanos altamente letales que son endémicos en África (Kuhn et al., 2020).

Hospedadores de peces

Género Striavirus. Este género incluye una especie para un virus (Xīlǎng virus ), descubierto en peces rana capturados (familia Antennariidae) del Mar de China Oriental. Los estriavirus destacan por tener genomas que contienen nueve solapamientos de genes, codifican al menos tres proteínas sin homólogos obvios en otros géneros de filovirus y no codifican VP24 (Shi et al., 2018, Hume y Mühlberger 2019).

Género Thamnovirus. Este género incluye una especie para un virus (virus Huángjiāo ), descubierto en peces lima capturados (familia Monacanthidae) del Mar de China Oriental. Los Thamnovirus destacan por tener genomas que codifican al menos una proteína sin homólogos evidentes en otros géneros de filovirus y no codifican la proteína de la matriz (VP40) ni la VP24 (Shi et al, 2018, Hume y Mühlberger 2019).

Virión

Morfología

La morfología del virión (Figura 1.Filoviridae) solo se ha estudiado para los ebolavirus y los marburgvirus y se describe en las páginas de los respectivos géneros.

Figura 1.Filoviridae. A) Micrografía electrónica de barrido de las partículas del virus de Marburgo (rojo) brotando de una grivna infectada (Chlorocebus aethiops (Linnaeus, 1758)). célula Vero E6. B) Micrografía electrónica de transmisión de las partículas del virus de Marburgo (rojo) encontradas tanto en forma de partículas extracelulares como de partículas que brotan de las células Vero E6. Las imágenes están coloreadas para mayor claridad. Cortesía de John G. Bernbaum y Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, EE.UU.

Propiedades fisicoquímicas y físicas

Las propiedades fisicoquímicas y físicas sólo se han descrito para los ebolavirus y marburgvirus individuales y se describen en las páginas de los géneros respectivos.

Ácido nucleico

Los genomas de los filovirus son moléculas de ARN lineales no segmentadas de polaridad negativa. Los genomas varían entre unos 15 kb (thamnovirus) y unos 19 kb (cuevavirus, ebolavirus y marburgavirus) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sánchez et al., 1993).

Proteínas

Los filovirus expresan de 6 a 10 proteínas. Los complejos RNP están compuestos por una molécula de ARN genómico y varios tipos de proteínas estructurales, siendo una de ellas la proteína grande (L) (Ortín y Martín-Benito 2015).

Lípidos

La envoltura del filovirus deriva de las membranas de la célula huésped y se considera que tiene una composición lipídica similar a la de la membrana plasmática de la célula huésped (Bavari et al., 2002). Algunas proteínas de filovirus pueden estar aciladas (Funke et al., 1995, Ito et al., 2001).

Carbohidratos

La composición de carbohidratos sólo se ha descrito para los ebolavirus y marburgavirus individuales y se describe en las páginas de los géneros respectivos.

Organización del genoma y replicación

Los genomas de los filovirus están organizados como la mayoría de los genomas de los mononegavirus, con el orden general de los genes 3′-N-P-M-(G)-L-5′ (terminología alternativa para los filovirus: 3′-NP-VP35-VP40-(GP)-L-5′), pero difieren en que contienen genes adicionales (Figura 2.Filoviridae) (Negredo et al., 2011, Shi et al., 2018, Feldmann et al., 1992, Sánchez et al., 1993). Las secuencias extragénicas en los extremos 3′ (líder) y 5′ (remolque) de los genomas de filovirus se conservan, y secciones cortas de estas secuencias finales son complementarias. Los genes de los filovirus que no son peces están flanqueados por sitios conservados de iniciación y terminación de la transcripción (poliadenilación) que suelen contener el pentámero altamente conservado 3′-UAAUU-5′. Los genes pueden estar separados por secuencias intergénicas no conservadas o por solapamientos. La mayoría de los genes poseen regiones 3′- y 5′-no codificantes relativamente largas (Kuhn et al., 2020, Hume y Mühlberger 2019, Brauburger et al., 2015).

Figura 2.Filoviridae. Representación esquemática de la organización del genoma de filovirus. Los genomas están dibujados a escala. Cortesía de Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, EE.UU.

Las estrategias de replicación de los filovirus (Figura 3.Filoviridae) sólo se han estudiado en profundidad con el EBOV y el MARV y se discuten en los respectivos subcapítulos.

Figura 3.Filoviridae. Ciclo de replicación de los filovirus (posiblemente excluyendo los estriavirus y los thamnovirus). Los viriones se adhieren a los factores de unión de la superficie celular (Ys naranja) y se introducen en la célula mediante endocitosis (Davey et al., 2017). Las glicoproteínas del filovirus (palos amarillos) se unen al transportador de colesterol intracelular endosomal NPC 1 (NPC1, zigzag blanco) y catalizan la fusión de las membranas viral y celular para liberar el complejo RNP del filovirus (hélice verde) (Carette et al., 2011, Côté et al., 2011, Ng et al., 2014). El complejo polimerasa (formado por VP35 y L ) transcribe los ARNm de filovirus, que se traducen en proteínas de filovirus, y replica el ARN genómico de filovirus a través de intermediarios antigenómicos (Brauburger et al., 2015). El ARN genómico y el ARN antigenómico se presentan únicamente como complejos ribonucleoproteicos, que sirven como plantillas para la replicación y/o la transcripción. El ensamblaje de las proteínas filovirales y los genomas de la progenie se produce en el citoplasma y da lugar a la gemación y liberación de viriones en la membrana plasmática (Kolesnikova et al., 2017). Cortesía de Jiro Wada, NIH/NIAID/DCR/IRF-Frederick, Fort Detrick, MD, Estados Unidos.

Biología

Los filovirus parecen ser endémicos en África occidental (BOMV, EBOV, MARV, TAFV), África central (BDBV, EBOV, MARV), África oriental (BDBV, SUDV, MARV, RAVV), África meridional (MARV), Asia oriental (HUJV, MLAV, RESTV, XILV), Asia sudoriental (RESTV) y Europa oriental y meridional (LLOV). Los huéspedes naturalmente infectados de filovirus son murciélagos (BOMV, LLOV, MARV, RAVV, probablemente también ebolavirus), probablemente peces actinopterigios (HUJV, XILV), y cerdos domésticos (RESTV) (Negredo et al., 2011, Yang et al., 2019, Goldstein et al., 2018, Shi et al., 2018, Amman et al., 2017, Kemenesi et al., 2018).

Antigenicidad

Debido a la ausencia de aislados replicantes de cuevavirus, striavirus y thamnovirus, no se han realizado estudios de antigenicidad de panfilovirus.

Criterios de demarcación de géneros

La comparación de secuencias por aire (PASC) utilizando genomas de filovirus con codificación completa es la principal herramienta para la demarcación de géneros de filovirus. Las secuencias genómicas de los filovirus de diferentes géneros difieren entre sí en ≥55% (Bào et al., 2017). Para la asignación de géneros también se tienen en cuenta las características genómicas, como el número y la ubicación de los solapamientos de genes, el número de marcos de lectura abiertos (ORF) y/o genes, el hospedador del filovirus y la distribución geográfica, y la patogenicidad del filovirus para diferentes organismos.

Derivación de los nombres

Filoviridae: del latín filum, «hilo», en referencia a la morfología de las partículas de filovirus.

Relaciones dentro de la familia

Las relaciones filogenéticas a través de la familia se han establecido a partir de árboles de máxima verosimilitud generados utilizando secuencias genómicas completas o de codificación (Figura 4.Filoviridae) o mediante el análisis filogenético de secuencias RdRP (Wolf et al, 2018).

Figure 4.Filoviridae. Relaciones filogenéticas de los filovirus. El árbol de máxima verosimilitud (de raíz media) inferido mediante el uso de genomas de filovirus completos o codificados demuestra los seis clados distintos (géneros) de la familia. Las secuencias se alinearon con Clustal-Omega versión 1.2.1 (http://www.clustal.org/omega/) y se curaron manualmente en Geneious versión R9 (http://www.geneious.com). Los árboles se dedujeron en FastTree versión 2.1 (Price et al., 2010) utilizando un modelo General Time Reversible (GTR) con 20 categorías Gamma-rate, 5.000 réplicas bootstrap, y parámetros de búsqueda exhaustiva (-slow) y pseudocuentas (-pseudo). Los números cerca de los nodos de los árboles indican los valores del bootstrap en forma decimal. Las ramas del árbol están escaladas a sustituciones de nucleótidos por sitio. Las puntas de las ramas indican los números de acceso al GenBank.Análisis por cortesía de Nicholas Di Paola, USAMRIID, Fort Detrick, MD, USA. Este árbol filogenético y el correspondiente alineamiento de secuencias están disponibles para su descarga en la página de Recursos.

Relaciones con otros taxones

Los filovirus están estrechamente relacionados con los paramixovirus (Mononegavirales: Paramyxoviridae), los neumovirus (Mononegavirales: Pneumoviridae) y los sunvirus (Mononegavirales: Sunviridae) (Wolf et al, 2018).

Virus relacionados, no clasificados

Filovirus no clasificados (los filovirus no clasificados adicionales que son probables miembros de géneros existentes se enumeran en las descripciones de géneros individuales).

Nombre del virus	Número de acceso	Referencia
BtFiloYN2162	KX371873	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2176	KX371874	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN2180	KX371875	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN2181	KX371876	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN2190	KX371879	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9434	KX371883	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9435	KX371885	(Yang et al., 2017)
BtFiloYN9442	KX371884	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9445	KX371886	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9447-2	KX371888	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9447-3	KX371889	(Yang et al, 2017)
BtFiloYN9447-4	KX371890	(Yang et al., 2017)
BtFV/WD04	KP233864	(He et al, 2015)

Los nombres de virus y las abreviaturas de virus, no son designaciones oficiales del ICTV.

Taxones miembros

• Cuevavirus
• Dianlovirus
• Ebolavirus
• Marburgvirus
• Striavirus
• Thamnovirus