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La ribavirina (R) (1-β-D-ribofuranosil-1H-1, 2, 4-triazol-3-carboxamida) es un análogo purínico antiviral de amplio espectro para un gran número de virus RNA y DNA (Figura 2.9) (Wray et al., 1986; Crotty et al., 2000; Crotty et al., 2001; Smee et al., 2001; Crance et al., 2003; Severson et al., 2003; Wyde et al., 2003; Morgenstern et al., 2005; Medina et al., 2007; Sierra et al., 2007). Actualmente, se emplea para el tratamiento de infecciones por VHC en combinación con interferon-α (Davis et al., 1998; Cummings et al., 2001; Di Bisceglie et al., 2001) o PEG-interferon (Mangia et

al., 2005); también se emplea para el tratamiento de infecciones por el virus respiratorio sincitial (Hall et al., 1983; Cooper et al., 2003) y por el virus Lassa (McCormick et al., 1986).

Figura 2.9. Diagrama de la ribavirina, guanosina y adenosina. Se representan las fórmulas químicas del análogo purínico ribavirina, y de los nucléosidos guanosina y adenosina.

Para ejercer su actividad antiviral la R debe ser fosforilada dentro de las células. En primer lugar, la adenosina kinasa transforma la R en ribavirina monofosfato (RMP) (Willis et al., 1978), que posteriormente es convertida en ribavirina trifosfato (RTP) por acciones sucesivas de nucleósido mono- y di-fosfato kinasas (Gallois-Montbrun et al., 2003). La fosforilación se produce rápidamente, de manera que tras pocas horas de tratamiento con dosis de 10-100μM de R, la concentración de RTP intracelular alcanza valores similares a la del ATP y GTP en condiciones fisiológicas (Page & Connor, 1990). Se ha observado que RTP es el metabolito intracelular mayoritario de R en células de mamífero (Smee et al., 2001).

2.7.1- Posibles mecanismos de acción antiviral de la ribavirina sobre el virus de la fiebre aftosa

2.7.1.1- Inhibición de la inosín monofosfato deshidrogenasa

Uno de los mecanismos de acción antiviral de la R que puede afectar a las infecciones del VFA es la inhibición de la inosín monofosfato deshidrogenasa (IMPDH) por RMP. La IMPDH cataliza la síntesis de GMP a partir de inosín monofosfato (IMP),

de manera que su inhibición provoca la disminución de los niveles intracelulares de nucleósidos de guanosina (GMP, GDP y GTP). La reducción de los niveles de GTP y el consecuente desbalance en las concentraciones relativas de nucleótidos puede afectar a la replicación viral de dos formas. Por un lado, puede provocar una disminución de la síntesis de RNA y del nivel de traducción de las proteínas virales. Por otro lado, puede favorecer que durante la replicación viral las polimerasas sustituyan el GTP por otros nucleótidos, principalmente ATP y/o RTP como sustrato anómalo. Por lo tanto, durante la replicación viral en presencia de R se pueden producir aumentos en la tasa de error tanto por mutagénesis directa (mediada por la incorporación de RMP) como indirecta (debida al desbalance de nucleótidos intracelulares) (Airaksinen et al., 2003).

2.7.1.2- Mutagénesis directa del RNA viral

Se ha descrito en diversos sistemas virales, entre los que se encuentra el VFA, que uno de los principales mecanismos de actividad antiviral de la R se basa en la capacidad de ser incorporada por las RNA polimerasas dependientes de RNA durante la replicación del virus, implicando una actividad mutagénica directa (Crotty et al., 2000; Crotty et al., 2001; Maag et al., 2001; Vo et al., 2003; Arias et al., 2008). La inhibición de la IMPDH puede contribuir a potenciar este efecto mutagénico, reduciendo los niveles de GTP intracelulares y favoreciendo la incorporación de RTP en lugar de GTP durante la síntesis de RNA. Sin embargo, experimentos realizados con células persistentemente infectadas con VFA y tratadas con R, han indicado que la inhibición de la IMPDH no es suficiente para explicar la mutagénesis asociada a la R. Se analizó el efecto de la R en las concentraciones de nucleótidos intracelulares y en la complejidad del espectro de mutantes, tanto en ausencia como en presencia de un suplemento de guanosina que restablecía los niveles intracelulares de GTP. Este mismo ensayo se hizo en paralelo con ácido micofenólico (MPA, un inhibidor de la IMPDH que no se incorpora a ácidos nucléicos) como control. La adición de guanosina al medio de cultivo abolió el efecto mutagénico asociado a MPA, pero no a R (Airaksinen et al., 2003).

La R en su forma trifosfato puede incorporarse durante la síntesis del RNA viral en lugar de GTP o ATP, apareando tanto con la citosina como con el uracilo (Crotty et al., 2002; Sierra et al., 2007; Arias et al., 2008). De esta manera, en un virus RNA de cadena sencilla y polaridad positiva, como VFA, el tipo de transiciones que se esperan

1. Cuando la R se comporta como análogo de guanosina (G), se producen las transiciones GÆA ó CÆU, cuando se incorpora en la cadena positiva o negativa, respectivamente.

2. Cuando la R se comporta como análogo de adenosina (A), se producen las transiciones AÆG ó UÆC, cuando se incorpora en la cadena positiva o negativa, respectivamente.

Figura 2.10. Mutagénesis inducida por la incorporación de la ribavirina en el RNA del VFA. Se representan las transiciones esperadas en el RNA viral debidas al apareamiento incorrecto de R con C ó U, tanto cuando se incorpora en lugar de A, como cuando se comporta como análogo de G. Los nucleótidos presentes en la cadena positiva (cadena +) o en la cadena negativa (cadena -) se representan con la letra correspondiente a la base nitrogenada. R, indica ribavirina. Se resaltan las bases inicial y final de una vía mutagénica en azul y las mutaciones resultantes mediante rectángulos rojos.

2.7.1.3- Inmunomodulación

Diversos estudios sugieren que la R tiene efectos inmunomoduladores (Peavy et al., 1981; Edell et al., 1998; Parker, 2005). En infecciones virales, por ejemplo, se ha descrito que la R estimula la producción de citoquinas asociadas a linfocitos T-helper 1 y suprime la produción de citoquinas asociadas a linfocitos T-helper 2 (Hultgren et al., 1998; Ning et al., 1998; Tam et al., 1999). Por lo tanto, parte de la actividad antiviral de la R in vivo puede deberse a su capacidad inmunomoduladora.

2.7.2- Resistencia a ribavirina

La mutagénesis incrementada provoca la aparición de múltiples mutaciones a lo largo de todo el genoma viral, dando lugar a un gran número de mutantes defectivos que interfieren con los genomas aún viables. Esto hace que las poblaciones virales tratadas pierdan la infectividad antes que la capacidad de replicar (Gonzalez-Lopez et al., 2004; Grande-Perez et al., 2005b). Por tanto, es difícil que un variante resistente a un mutágeno presente una ventaja selectiva frente a los genomas no infecciosos y llegue a imponerse en la población. A pesar de ello, se han documentado virus con mutaciones de resistencia a mutágenos. En concreto, se han descrito mutantes de resistencia, o de menor sensibilidad a la R, en el VHC (Young et al., 2003; Pfeiffer & Kirkegaard, 2005b), el virus Sindbis (Scheidel et al., 1987), el VP (Pfeiffer & Kirkegaard, 2003; Arnold et al., 2005) y el VFA (Sierra et al., 2007). La mayoría de estas mutaciones que otorgan resistencia a la R mapean en la región genómica que codifica la polimerasa de los virus (Pfeiffer & Kirkegaard, 2003; Young et al., 2003; Arnold et al., 2005; Sierra et al., 2007), aunque también pueden estar localizadas en otras proteínas virales (Scheidel et al., 1987; Pfeiffer & Kirkegaard, 2005b).