Lentivirus
Género de virus
Lentivirus
Clasificación de virus Editar esta clasificación
(sin clasificar):Virus
Reino :Riboviridae
Reino:Pararnavirus
Filo:Arteverviricota
Clase:Revtraviricetes
Orden:Virus ortopédicos
Familia:Retrovirus
Subfamilia:Ortoretrovirinas
Género:Lentivirus
Especies

Los lentivirus son un género de retrovirus que causan enfermedades crónicas y mortales caracterizadas por largos períodos de incubación en humanos y otras especies de mamíferos. [2] El género incluye el virus de inmunodeficiencia humana (VIH), que causa el SIDA . Los lentivirus están distribuidos en todo el mundo y se sabe que están hospedados en simios, vacas , cabras, caballos, gatos y ovejas, así como en varios otros mamíferos. [2]

Los lentivirus pueden integrar una cantidad significativa de ADN complementario viral en el ADN de la célula huésped y pueden infectar eficazmente células que no se dividen, por lo que son uno de los métodos más eficientes de administración de genes . [3] Pueden volverse endógenos , integrando su genoma en el genoma de la línea germinal del huésped , de modo que el virus es heredado de ahí en adelante por los descendientes del huésped. [1]

Clasificación

Se reconocen cinco serogrupos de lentivirus, que reflejan los hospedadores vertebrados con los que están asociados (primates, ovejas y cabras, caballos, gatos domésticos y ganado). [4] Los lentivirus de primates se distinguen por el uso de la proteína CD4 como receptor y la ausencia de dUTPasa . [5] Algunos grupos tienen gags ( antígenos específicos del grupo ) reactivos de forma cruzada (p. ej., los lentivirus ovinos , caprinos y felinos ). Los anticuerpos contra gags en leones y otros felinos grandes indican la existencia de otro virus aún por identificar relacionado con el lentivirus felino y los lentivirus ovinos/caprinos. [ cita requerida ]

Morfología

Estructura del VIH , un lentivirus.

Los viriones son virus envueltos de 80 a 100 nm de diámetro. [6] Son esféricos o pleomórficos , con núcleos de cápside que maduran hasta una forma cilíndrica o cónica. [6] [7] Las proyecciones de la envoltura hacen que la superficie parezca rugosa, o pueden estar dispersas pequeñas espigas (de unos 8 nm) uniformemente sobre la superficie. [6]

Genoma

Los lentivirus contienen 2 ARN monocatenarios sentidos que están unidos por proteínas de la nucleocápside. [8] Al igual que con todos los retrovirus, los lentivirus tienen genes gag , pol y env , que codifican proteínas virales en el orden: 5´- gag - pol - env ​​-3´. Sin embargo, a diferencia de otros retrovirus, los lentivirus tienen dos genes reguladores , tat y rev . También pueden tener genes accesorios adicionales dependiendo del virus (p. ej., para el VIH-1: vif , vpr , vpu , nef ) cuyos productos están involucrados en la regulación de la síntesis y el procesamiento del ARN viral y otras funciones replicativas. La repetición terminal larga (LTR) tiene aproximadamente 600 nt de longitud, de los cuales la región U3 tiene 450, la secuencia R 100 y la región U5 unos 70 nt de longitud.

Replicación

Los retrovirus llevan proteínas dentro de sus cápsides , que se unen al genoma de ARN. Estas proteínas suelen estar involucradas en las primeras etapas de la replicación del genoma, e incluyen la transcriptasa inversa y la integrasa . La transcriptasa inversa es la ADN polimerasa dependiente de ARN codificada por el virus. La enzima utiliza el genoma de ARN viral como plantilla para la síntesis de una copia de ADN complementaria. La transcriptasa inversa posee actividad [RNasa H] para la destrucción de la plantilla de ARN. La integrasa se une tanto al ADNc viral generado por la transcriptasa inversa como al ADN del huésped. Luego procesa las LTR antes de insertar el genoma viral en el ADN del huésped. Tat actúa como un transactivador durante la transcripción para mejorar la iniciación y la elongación. El elemento sensible a Rev actúa postranscripcionalmente, regulando el empalme y el transporte del ARNm al citoplasma. [9]

Proteoma

El proteoma lentiviral consta de cinco proteínas estructurales principales y tres o cuatro proteínas no estructurales (tres en los lentivirus de primates). [ ¿Cuáles? ]

Proteínas estructurales ordenadas por tamaño:

  1. Proteína de superficie de la envoltura Gp120 SU, codificada por el gen viral env . 120000 Da ( daltons ).
  2. Proteína de envoltura transmembrana Gp41 TM, también codificada por el gen viral env . 41000 Da.
  3. Proteína de la cápside P24 CA, codificada por el gen viral gag . 24000 Da.
  4. Proteína de matriz P17 MA, también codificada por gag . 17000 Da.
  5. Proteína de la cápside P7/P9 NC, también codificada por gag . 7000–11000 Da.

Las proteínas de la envoltura SU y TM están glicosiladas en al menos algunos lentivirus (VIH, VIS), si no en todos. La glicosilación parece desempeñar un papel estructural en el ocultamiento y la variación de los sitios antigénicos necesarios para que el huésped genere una respuesta del sistema inmunitario.

Enzimas:

  1. Transcriptasa inversa RT codificada por el gen pol . Tamaño de proteína 66000 Da.
  2. La integrasa IN también está codificada por el gen pol . Tamaño de proteína 32000 Da.
  3. Proteasa PR codificada por el gen pro (parte del gen pol en algunos virus).
  4. dUTPasa DU codificada por el gen pro (parte del gen pol en algunos virus), cuya función aún se desconoce. Tamaño de proteína 14000 Da.

Proteínas reguladoras de genes:

  1. Tat : transactivador principal
  2. Rev : importante para la síntesis de las principales proteínas virales

Proteínas accesorias:

  1. Nef : factor negativo
  2. Vpr : proteína reguladora
  3. Vif : inhibidor de APOBEC3
  4. Vpu / Vpx : único para cada tipo de VIH
  5. p6: parte de la mordaza

Propiedades antigénicas

Relaciones serológicas: Los determinantes antigénicos son específicos del tipo y del grupo. Los determinantes antigénicos que poseen reactividad específica del tipo se encuentran en la envoltura. Los determinantes antigénicos que poseen reactividad específica del tipo y están involucrados en la neutralización mediada por anticuerpos se encuentran en las glicoproteínas . Se ha encontrado reactividad cruzada entre algunas especies del mismo serotipo, pero no entre miembros de diferentes géneros. La clasificación de los miembros de este taxón se basa con poca frecuencia en sus propiedades antigénicas.

Epidemiología

Propiedades fisicoquímicas y físicas

Clasificado como de morfología de clase C

Administración lentiviral de shRNA diseñados y mecanismo de interferencia del ARN en células de mamíferos .
  • Ácido nucleico
    • Los viriones contienen un 2% de ácido nucleico.
    • El genoma consta de un dímero
    • Los viriones contienen una molécula de (cada) ARN monocatenario lineal de sentido positivo .
    • La longitud total del genoma de un monómero varía de 8k a 10k nt (dependiendo del virus).
    • La secuencia del genoma tiene secuencias repetidas terminales; repeticiones terminales largas (LTR) (de aproximadamente 600 nt)
    • El extremo 5' del genoma tiene una tapa
    • Secuencia de capuchón de tipo 1 m7G5ppp5'GmpNp
    • El extremo 3' de cada monómero tiene un tracto poli (A).
    • 2 copias empaquetadas por partícula (unidas mediante el método de emparejamiento de bases Watson-Crick para formar un dímero).
  • Hay 11 proteínas
    • Los viriones contienen 60% de proteínas.
    • Hasta ahora se han encontrado cinco proteínas virionales estructurales (principales)
  • Lípidos : Los viriones contienen un 35% de lípidos .
  • Carbohidratos : Otros compuestos detectados en las partículas 3% carbohidratos.

Uso como vectores de transmisión de genes

Los lentivirus son principalmente una herramienta de investigación que se utiliza para introducir un producto genético en sistemas in vitro o modelos animales. Se están realizando esfuerzos de colaboración a gran escala para utilizar lentivirus con el fin de bloquear la expresión de un gen específico mediante tecnología de interferencia de ARN en formatos de alto rendimiento. [10] Por el contrario, los lentivirus también se utilizan para sobreexpresar de forma estable ciertos genes, lo que permite a los investigadores examinar el efecto de una mayor expresión genética en un sistema modelo.

Otra aplicación común es utilizar un lentivirus para introducir un nuevo gen en células humanas o animales. Por ejemplo, un modelo de hemofilia de ratón se corrige expresando el factor plaquetario VIII de tipo salvaje , el gen que está mutado en la hemofilia humana. [11] La infección lentiviral tiene ventajas sobre otros métodos de terapia génica, incluyendo la infección de alta eficiencia de células en división y no división, la expresión estable a largo plazo de un transgén y baja inmunogenicidad. Los lentivirus también se han utilizado con éxito para la transducción de ratones diabéticos con el gen que codifica PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas), [12] una terapia que se está considerando para su uso en humanos. Finalmente, los lentivirus también se han utilizado para provocar una respuesta inmune contra antígenos tumorales. [13] Estos tratamientos, como la mayoría de los experimentos de terapia génica actuales, muestran promesas pero aún deben establecerse como seguros y efectivos en estudios humanos controlados. Los vectores gammaretrovirales y lentivirales se han utilizado hasta ahora en más de 300 ensayos clínicos, abordando opciones de tratamiento para diversas enfermedades. [14]

Véase también

Notas

  1. ^ ab Kambol, R; Gatseva, A; Gifford, RJ (20 de diciembre de 2022). "Un lentivirus endógeno en la línea germinal de un roedor". Retrovirología . 19 (1): 30. doi : 10.1186/s12977-022-00615-2 . PMC  9768972 . PMID  36539757.
  2. ^ ab "¿Qué es el lentivirus?". News-Medical.net . 19 de mayo de 2010. Consultado el 30 de noviembre de 2015 .
  3. ^ Cockrell, Adam S.; Kafri, Tal (1 de julio de 2007). "Entrega de genes mediante vectores lentivirus". Biotecnología molecular . 36 (3): 184–204. doi : 10.1007/s12033-007-0010-8 . ISSN  1073-6085. PMID  17873406. S2CID  25410405.
  4. ^ Mahy, Brian WJ (26 de febrero de 2009). Diccionario de virología. Academic Press. ISBN 9780080920368.
  5. ^ Piguet, V.; Schwartz, O.; Le Gall, S.; Trono, D. (1999-04-01). "La regulación negativa de CD4 y MHC-I por lentivirus de primates: un paradigma para la modulación de los receptores de superficie celular". Reseñas inmunológicas . 168 : 51–63. doi :10.1111/j.1600-065x.1999.tb01282.x. ISSN  0105-2896. PMID  10399064. S2CID  19409388.
  6. ^ abc "ViralZone: Lentivirus". viralzone.expasy.org . Consultado el 30 de noviembre de 2015 .
  7. ^ Goff SP (2013). "Retroviridae". En Knipe DM, Howley PM (eds.). Fields Virology (6.ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins. págs. 1424–1472. ISBN 978-1-4511-0563-6.
  8. ^ Bulcha, Jote T.; Wang, Yi; Ma, Hong; Tai, Phillip WL; Gao, Guangping (8 de febrero de 2021). "Plataformas de vectores virales en el panorama de la terapia génica". Transducción de señales y terapia dirigida . 6 (1): 53. doi :10.1038/s41392-021-00487-6. ISSN  2059-3635. PMC 7868676. PMID 33558455  . 
  9. ^ Buchschacher, Gary L. (31 de enero de 2003). Sistemas de vectores lentivirales para transferencia de genes. Springer US. ISBN 978-0-306-47702-7.
  10. ^ shRNA – ARN de horquilla corta
  11. ^ Shi Q, Wilcox DA, Fahs SA, et al. (febrero de 2007). "Terapia génica con factor VIII derivado de plaquetas mediada por lentivirus en la hemofilia A murina". J. Thromb. Haemost . 5 (2): 352–61. doi : 10.1111/j.1538-7836.2007.02346.x . PMID  17269937.
  12. ^ Lee JA, Conejero JA, Mason JM, et al. (agosto de 2005). "La transfección lentiviral con el gen PDGF-B mejora la cicatrización de heridas diabéticas". Plast. Reconstr. Surg . 116 (2): 532–8. doi :10.1097/01.prs.0000172892.78964.49. PMID  16079687. S2CID  8628077.
  13. ^ Casado, Javier Garcia; Janda, Jozef; Wei, Joe; Chapatte, Laurence; Colombetti, Sara; Alves, Pedro; Ritter, Gerd; Ayyoub, Maha; Valmori, Danila; Chen, Weisan; Lévy, Frédéric (2008). "La inmunización con lentivectores induce respuestas de células B y T específicas de antígenos tumorales in vivo". Revista Europea de Inmunología . 38 (7): 1867–1876. doi : 10.1002/eji.200737923 . ISSN  1521-4141. PMID  18546142.
  14. ^ Kurth, R; Bannert, N, eds. (2010). Retrovirus: biología molecular, genómica y patogénesis . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-55-4.

Referencias

  • Ryan KJ, Ray CG, eds. (2004). Microbiología médica Sherris: Introducción a las enfermedades infecciosas (4.ª ed.). Nueva York: McGraw Hill. ISBN 978-0-8385-8529-0.
  • Desport, M, ed. (2010). Lentivirus y macrófagos: interacciones moleculares y celulares . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-60-8.
  • Knipe DM, Howley PM, eds. (2013). Virología de Fields (6.ª ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-1-4511-0563-6.

Lectura adicional

  • Taxonomía ICTV de lentivirus
  • "Lentivirus en ungulados. I. Características generales, historia y prevalencia" (PDF) . Revista búlgara de medicina veterinaria . 9 (3): 175–181. 2006.
  • Tim Ravenscroft (15 de junio de 2008). "¿Están los vectores lentivirales a punto de explotar?". Noticias sobre ingeniería genética y biotecnología . Mary Ann Liebert, Inc., págs. 54-55 . Consultado el 6 de julio de 2008. ( subtítulo) La tecnología que está surgiendo rápidamente tiene potencial para tratar la hemofilia, el sida y el cáncer.
  • Viralzone: Lentivirus
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