La virología es la disciplina que se encarga del estudio de los virus y otros agentes genómicos de menor complejidad como los viroides, satélites y virusoides también llamados agentes subvirales.Crawford, Dorothy (2011). Cann, Alan (2011). También se incluye el estudio de los priones los cuales son agentes proteicos que surgen de la mal plegación de proteínas celulares. Esta disciplina de la biología se centra en los siguientes aspectos: estructura, clasificación y evolución, mecanismos de infección y explotación de la célula hospedera con fines reproductivos, interacción con la fisiología del organismo infectado e inmunidad, enfermedades causadas, técnicas de aislamiento y cultivo, terapia génica, y utilización en investigación y desarrollo. La virología es considerada un subcampo de la microbiología y la medicina.
Su investigación incluye:
La replicación viral Los patógenos virales La inmunología viral Las vacunas virales Los métodos de diagnósticos de virus La quimioterapia antiviral Las medidas de control de una infección viral Los diferentes signos clínicos que manifiestan la presencia de un virus El origen de los elementos virales endógenos
Historia de la virología miniaturadeimagen|Adenovirus El término virus apareció en 1599. Su significado original es "Veneno"."Virus", Merriam-Webster, Inc, 2011.
Una de las primeras formas de vacunación contra la viruela fue desarrollada hace varios milenios en China. Consistió en la aplicación de residuos de viruela (tejidos o fluidos) de pacientes enfermos, con el objeto de inmunizar pacientes sanos. En 1717, Mary Wortley Montagu observó dicha práctica en Estambul, e intentó popularizarla en Gran Bretaña, de manera infructuosa. En 1796, Edward Jenner desarrolló un método más seguro, utilizando residuos de viruela de origen bovino (cowpox), logrando la inmunización exitosa del primer paciente, permitiendo la adopción generalizada de dicha práctica. Posteriormente se desarrollaron otras vacunas exitosas contra otras enfermedades virales, incluyendo la vacuna de la rabia de Louis Pasteur, obtenida en 1885. Sin embargo, en esa época, la naturaleza de los virus era aún desconocida.
En 1892 Dmitri Ivanovski demostró que la enfermedad del mosaico del tabaco, era causada por un agente "invisible" altamente contagioso, capaz de pasar a través de un filtro de porcelana que las bacterias no pueden atravesar.Iwanowski, D. (1892). "Über die Mosaikkrankheit der Tabakspflanze". Iwanowski, D. (1903). "Über die Mosaikkrankheit der Tabakspflanze". En 1898 Martinus Beijerinck repitió el trabajo de Ivanovski. Adicionalmente, logró la transferencia de dicho "agente filtrable" de una planta a otra. Sus experimentos le permitieron concluir que dicho agente contagioso era capaz de replicarse en el nuevo hospedero, significando que no se trataba simplemente de una toxina, y lo llamó contagium vivum fluidum.Pennazio S (2007). La cuestión de si el agente era un "fluido viviente " o una partícula aún no había sido resuelta.
En 1903 se propuso por primera vez que la transducción mediada por virus podría causar cáncer. En 1908 Bang y Ellerman demostraron que un filtrado de origen viral podía transmitir la leucemia aviar; observaciones que fueron ignoradas hasta el momento en que la leucemia se consideró como un estado canceroso.Van Epps HL (2005). En 1911 Peyton Rous demostró la transmisión de la leucemia aviar, un tumor sólido, mediada por un virus, y gracias a ello fue denominado como el "padre de virología tumoral".Van Epps HL (2005). El virus fue denominado virus del sarcoma de Rous, y fue clasificado como un retrovirus. Desde entonces, numerosos retrovirus cancerígenos han sido descritos.
La existencia virus con la capacidad de infectar bacterias (bacteriófagos) fue descrita por Frederick Twort en 1911, y por Félix d'Herelle en 1917. Debido a que las bacterias pueden reproducirse fácilmente en cultivo in vitro, este hecho condujo a un crecimiento importante de la virología.
La causa de la pandemia de influenza española en 1918 fue reconocida solamente al final de 1918, cuando científicos franceses demostraron que un "virus capaz de atravesar filtros clásicos de retención de ciertos microorganismos patógenos podía transmitir la enfermedad a humanos y animales, cumpliendo con los postulados de Koch".The Medical and Scientific Conceptions of Influenza, Human Virology at Stanford
En 1926 se demostró que la fiebre escarlata era causada por una bacteria hospedera de un bacteriófago.
Mientras que los virus vegetales y los bacteriófagos pueden cultivarse in vitro de manera relativamente simple, los virus animales normalmente requieren un hospedero animal viviente, haciendo mucho más complejo el estudio de sus características biológicas e infecciosas. En 1931 se demostró que el virus de la influenza podía multiplicarse en huevos aviares, un método que todavía es utilizado para la producción de ciertas vacunas. En 1937, Max Theiler obtuvo un cultivo del virus de la fiebre amarilla en huevos aviares, y produjo una vacuna a partir de una cepa atenuada del virus; esta vacuna salvó millones de vidas y aún es utilizada actualmente.
Max Delbrück, especialista de bacteriófagos, describió su ciclo de vida (1937) como sigue: la partícula viral es ensamblada a partir de las estructuras que la componen en una sola etapa; finalmente, deja la célula anfitriona para infectar otras células. El experimento de Hershey –Chase en 1952 demostró que solo el ADN y no las proteínas, entra a la célula bacteriana luego de una infección con el bacteriófago T2. La transducción de bacterias por bacteriófagos fue descrita el mismo año.
En 1942 Florencio Perez Gallardo en su investigación sobre el tifus exantemático, descubre la CepaE, cepa de la Rickettsia prowazekii que inocula en animales y embriones y de la cual es posible obtener una vacuna viva atenuada.
En 1949 John F. Enders, Thomas Weller y Frederick Robbins reportaron la multiplicación del poliovirus en un cultivo de células embrionarias humanas, siendo el primer ejemplo significativo de un virus animal obtenido fuera de un hospedero viviente o de huevos aviares. Este trabajo permitió a Jonas Salk la producción de una vacuna contra la polio utilizando el virus atenuado. Esta vacuna demostró su efectividad en 1955.
El primer virus que fue cristalizado y cuya estructura fue dilucidada en detalle fue el virus del mosaico del tabaco (TMV), virus que había sido estudiado previamente por Ivanovski y Beijerink. En 1935, Wendell Stanley obtuvo su cristalización por microscopía electrónica, demostrando a su vez que el virus permanece activo incluso después de la cristalización. Imágenes obtenidas por difracción de rayosX del virus fueron obtenidas por Bernal y Fankuchen en 1941. Basado en dichas imágenes, Rosalind Franklin propuso la estructura completa del virus del mosaico del tabaco en 1955. El mismo año, Heinz Fraenkel-Conrat y Robley Williams demostraron que el ARN purificado del TMV y la proteína de la cápside (coat) podían autoensamblarse en un virión funcional, sugiriendo que este mecanismo de ensamblaje es utilizado también dentro de la célula hospedera, como Delbrück había propuesto anteriormente.
En 1963, el virus de la Hepatitis B fue descubierto por Baruch Blumberg, quien desarrolló una vacuna contra la hepatitis B.
En 1965, Howard Temin describió el primer retrovirus: un virus cuyo genoma de ARN es transcrito a ADN complementario (cDNA), integrándose al genoma del hospedero y expresando sus componentes a partir del mismo. La transcriptasa inversa viral, la cual junto con la integrasa viral son una característica distintiva de los retrovirus, fueron descritas independientemente en 1970, por Howard Temin y David Baltimore. El primer retrovirus infeccioso para los humanos fue identificado por Robert Gallo en 1974. Posteriormente se determinó que la primera transcriptasa inversa descrita no es específica a los retrovirus, ya que los retrotransposones que codifican dicha enzima son abundantes en los genomas de todos los eukaryotes. Aproximadamente 10-40 % del genoma humano deriva de tales entidades.
En 1975 fue descrito el funcionamiento de los oncovirus. Hasta ese momento se creía que estos virus portaban ciertos genes llamados oncogenes los cuales, al insertarse al genoma del hospedero, podían causar un cáncer. Michael Bichop y Harold Varmus demostraron que el oncogén del virus del sarcoma de Rous no es específico de dicho virus, sino que está presente en el genoma de animales sanos de varias especies. El oncovirus puede cambiar el oncogén benigno preexistente, convirtiéndolo en un oncogén cancerígeno.
En 1976 se registró la primera epidemia de Ébola, enfermedad producida por un virus altamente letal y fácilmente transmisible.
En 1977, Frederick Sanger secuenció por primera vez el genoma completo de un organismo, el bacteriófago Phi X 174. El mismo año, Richard Roberts y Phillip Sharp mostraron en trabajos independientes que los genes del adenovirus contienen intrones y por tanto, deben utilizar un mecanismo de recombinación genética (o gene splicing). Más tarde fue demostrado que casi todos los genes de los organismos eucariotas poseen intrones.
En 1979, una campaña mundial por la erradicación de la viruela dirigida por la Organización Mundial de la Salud de ONU permitió su erradicación completa.
En 1982, Stanley Prusiner descubrió los priones y mostró que dichas entidades eran la causa de la encefalopatía espongiforme transmisibles (EET) que afecta cabras y ovejas.
Los primeros casos de sida fueron reportados en 1981, y el VIH, retrovirus responsable de la enfermedad, fue identificado en 1983 por Luc Montagnier, Françoise Barré-Sinoussi y Robert Gallo.Montagnier L (2002). Gallo RC (2002). Gallo RC, Montagnier L (2002). A partir de entonces, diferentes test para detectar la presencia de anticuerpos contra VIH fueron desarrollados. Paralelamente, importantes esfuerzos de investigación en torno al VIH lo convirtieron en el virus mejor estudiado. El virus del herpes humano 8, causante del sarcoma de Kaposi, el cual se desarrolla a menudo en enfermos de sida, fue identificado en 1994. Diferentes medicamentos antiretrovirales fueron desarrollados a final de los años 90s, disminuyendo de manera sustancial la mortalidad debida al sida en los países desarrollados.
El virus de la hepatitis C fue identificado utilizando técnicas moleculares de clonación en 1987, que sirvieron de base para la elaboración de test de detección que redujeron de manera importante la incidencia de transmisión de la hepatitis durante la transfusión sanguínea.2000 Albert Lasker Award for Clinical Medical Research , The Lasker Foundation.
Los trabajos iniciales en terapia genética utilizando vectores virales se realizaron al inicio de los años 80s, cuando se diseñaron retrovirus capaces de insertar un gen de origen distinto al genoma del hospedero. Dichos virus portadores del gen externo no poseen un genoma viral completo, siendo incapaces de reproducirse. En 1989 se realizaron los primeros estudios utilizando el modelo murino, que fueron seguidos por estudios realizados en humanos. Dichos estudios fueron realizados en pacientes con la enfermedad genética inmunodeficiencia severa combinada (SCID), aunque el éxito de los ensayos clínicos fue limitado. Entre 1990 y 1995 la terapia génica fue aplicada en varias enfermedades, utilizando diferentes vectores virales, aunque los objetivos iniciales no fueron completamente alcanzados. En 1999, un accidente grave ocurrió cuándo Jesse Gelsinger, un paciente de 18 años, murió durante un ensayo clínico de terapia génica, debido a que desarrolló una respuesta inmune severa después de haber recibido un vector adenovirus. Un tratamiento exitoso de terapia génica en dos casos de SCID asociada al cromosomaX fueron reportados en 2000.