AH1N1-Gripa Porcina - Ciclu biologic

Descarca aici intregul document.

Ciclul biologic

 

Ciclul reproductiv al virusului gripal poate fi privit ca fiind alcătuit din 8 faze distincte: ataşarea la celula gazdă, fuziunea şi decapsularea, importul nuclear de ribonucleoproteine, transcripţia, replicarea şi sinteza de proteine virale, exportul nuclear de ribonucleoproteine şi în final asamblarea virală şi eliberarea noilor viruşi.

 

 

 

Virusul se ataşeaza la celula gazdă prin intermediul moleculelor de hemaglutinină HA de la suprafaţa capsidei, ce se leagă de radicalii de acid sialic legate α-2,3 sau α-2,6 la suprafaţa celulei gazdă.

 

 

 

Specificitatea hemaglutininelor influenzei de tip A pentru una din aceste legături previne în mod normal transferul viruşilor de la păsări la om. Totuşi această barieră poate fi şi ea înlăturată, după cum s-a observat la culturi virale ce s-au adaptat la noua gazdă prin mutaţii ale situsului de legare a receptorilor din gena virală ce codifică HA.

In această fază procesul este înca reversibil, neuraminidaza NA având şi un rol de selecţie, împiedicând ataşarea particulei virale la celule nespecifice. NA acţionează prin clivaj polizaharidic la nivelul legăturilor nou formate cu acidul sialic.

 

 

Odată ataşat, virusul va fi introdus în celula gazdă în majoritatea cazurilor prin endocitoză, dar au fost descrise şi fenomene de macropinocitoză, internalizare prin caveole sau fenomene nespecifice de străbatere a membranei celulare. [Krug & Lamb 2001]

 

 

Decapsularea particulei virale are loc în endozomul format de celula gazdă. Acidifierea (scăderea pH-ului) din interiorul endozomului stimuleaza fuziunea membranei virale cu cea endozomală, cauzând o modificare structurală a HA, aceasta fiind clivată şi eliberând subunitatea HA2. Porţiunea peptidică terminală a acesteia fuzionează cu membrana endozomală. Acţiunea concertată a mai multor molecule de HA crează un por prin care ribonucleoproteinele virale (complexul ARN viral + proteine virale specifice) trec în citoplasma celulei gazdă.

Proteina M2 este cea care reglează influxul de ioni H+ spre interiorul endozomului, ducând astfel atât la scăderea pH-ului cât şi la ruperea legăturilor proteice pentru a fi posibilă eliberarea ribonucleoproteinelor virale din matricea proteică M1 din care făcea parte.

Astfel, fuziunea membranelor mediată de hemaglutinină şi eliberarea ribonucleoproteinelor cu ajutorul proteinei M2, duc la eliberarea ARN-ului viral în citoplasmă.

 

După ce ribonucleoproteinele ajung în citoplasmă, ele sunt transportate către nucleu. Procesul de transport începe cu recunoaşterea NLS – semnalul de localizare nucleară. In cazul virusurilor influenzei, proteina NP în care sunt învelite ribonucleoproteinele virale acţionează ca secvenţă de localizare nucleară, dar doar în prezenţa alfa-carioferinelor în forma heterodimerică. Apoi urmează atragerea carioferinelor beta pentru a forma un complex trimeric. Odată formată structura trimerică aceasta este capabilă de a se lega la unul din porii nucleului şi la membrana nucleară, asigurând astfel pătrunderea complexului ribonucleoproteic viral în nucleul celulei gazdă. [Gillespiere, 2005].

In interiorul nucleului începe procesul de transcripţie al ARN-ului viral. ARN-ul viral, de sens negativ, serveşte ca matriţă atât pentru sinteza ARNm poliadenilat, cât şi pentru ARNc – complementar – de sens pozitiv. La rândul său, ARN-ul complementar serveşte ca matriţă pentru sinteza noilor molecule de ARN viral. ARN-polimeraza virală pătrunde în nucleu odată cu complexul ribonucleoproteic-carioferină, şi ea este cea care catalizează aceste trei reacţii.

 

După încheierea transcripţiei ARN-ului viral începe asamblarea şi exportul nuclear de ribonucleoproteine virale. ARN-ul viral sintetizat în nucleul celulei gazdă infectate este ‘împachetat’ în complexe nucleoproteice ce conţin 2 proteine specifice: NP şi M1, formând nucleocapside. NP înveleşte şi protejează scheletul de carbohidroxifosfaţi, iar M1 este esenţial pentru exportul complexului din nucleu. M1 mediază interacţiunile dintre complexul ribonucleoproteic şi proteina NS2, care la rândul său interacţionează cu proteinele de export nuclear ale celulei gazdă (CRM1).

Se bănuieşte că proteina NP are o funcţie de decizie în sinteza de ARNm sau ARNc, deoarece în fazele tardive ale infecţiei când exista o cantitate mare de NP, sinteza de ARNm este sistată dar continuă sinteza de ARNc.

Complexul ribonucleoproteic este asamblat în nucleul celulei gazdă prin intermediul interacţiunii proteinelor virus specifice M1 şi NP, şi este exportat cu ajutorul proteinei celulare CRM1 şi recrutând şi alte proteine celulare pentru a traversa porul nuclear înapoi spre citoplasmă.

 

 

 

In final, începe faza de asamblare a virusului nou format la locul de înmugurire prin pătrunderea proteinelor HA, NA şi M2 în reticulul endoplasmatic al celulei gazdă. In interiorul reticulului endoplasmatic HA şi NA sunt pliate şi glicozilate. Proteinele hemaglutininice sunt apoi asamblate într-un trimer şi ajung împreuna cu NA şi M2 în aparatul Golgi. In aparatul Golgi are loc esterificarea radicalilor cisteinici ai HA şi M2 cu acid palmitic.

 

 

Tot la nivelul aparatului Golgi are loc clivajul (activarea) HA a tulpinilor cu patogenitate ridicată de origine aviară. Majoritatea tulpinilor, incluzându-le şi pe cele patogene pentru om, sunt activate prin proteaze extracelulare, prezente doar la nivelul aparatului respirator şi al tubului digestiv, limitând astfel ‘biotopul’ organic al virusului influenzei. De asemenea în cele mai multe cazuri, tropismul tisular al virusului îşi pune amprenta pe patogenitatea acestuia. La virusul gripal de exemplu, cu tropism pentru aparatul respirator, înmugurirea este un proces asimetric, având loc doar la polul apical al membranei unor celule polarizate, cum sunt celulele epiteliale pulmonare.

 

Asamblarea celor 8 segmente de ARN este facută prin procese de încorporare selective sau neselective.

Modelul teoretic al încorporării aleatorii presupune existenta unei caracteristici structurale comune ce permite ca orice combinaţie de ARNv să fie încorporata în virioni. Acest model se bazeaza pe observaţia că în mod particular virionii pot conţine şi mai mult de 8 segmente de ARN.

Modelul încorporării selective prezice prezenţa unor structuri specifice în fiecare segment de ARN, ducând la încorporarea celor 8 segmente cunoscute în fiecare virion.

S-a demonstrat că secvenţa din regiunea ce codifică NA posedă un semnal ce duce la încorporarea secvenţei în virioni. Această descoperire conduce la bănuiala că fiecare segment de ARN viral are o contribuţie unică în mecanismul de încorporare, fiind ele însele responsabile de alegerea a 8 segmente distincte în fiecare virion. Descoperirea acestui semnal de încorporare codificat în segmentul 6 (şi altele ce nu au fost înca găsite) poate însemna descoperirea unei noi clase de antivirale în lupta cu virusul influenzei.

 

 

Inmugurirea este iniţiata de acumularea proteinei M1 la interiorul membranei lipo-proteice celulare şi se materializeaza prin fuziunea membranară, membrana celulară devenind peplosul noilor particule virale. La circa 2 ore după infestarea celulei gazdă membrana apare îngroşată la locurile de acumulare a M1.

Eliberarea propriu-zisă din celula infectată este realizată pe cale enzimatică, cu ajutorul neuraminidazei, prin eliberare de acid sialic.

 

Celula gazdă nu este lizată, dar necrobioza se instalează într-un interval de câteva ore datorită sistării sintezei de componente proprii şi leziunilor membranare extinse.