Protéines d'attachement virales et tropisme cellulaire

L'infection débute lorsqu'un virus s'attache à une cellule hôte, une étape médiatisée par des protéines d'attachement virales présentes à la surface de la particule qui reconnaissent des molécules spécifiques sur la cellule. La correspondance entre une protéine d'attachement et son récepteur constitue un déterminant majeur du tropisme — c'est-à-dire les cellules, tissus et espèces hôtes qu'un virus peut infecter — ce qui confère aux protéines de surface du virion un rôle central tant pour sa structure que pour sa biologie.

Definition

Les protéines d'attachement virales sont les protéines de surface du virion qui se lient aux récepteurs des cellules hôtes pour initier l'infection ; le tropisme cellulaire est l'éventail de cellules, de tissus et d'hôtes qu'un virus peut infecter de manière productive, déterminé en grande partie par la spécificité attachement-récepteur.

Scope

Cette entrée aborde les protéines de surface virales qui médient l'attachement (protéines de capside des virus non enveloppés et glycoprotéines d'enveloppe des virus enveloppés), le concept du récepteur cellulaire, la manière dont la spécificité attachement-récepteur façonne le tropisme cellulaire et de l'hôte, et comment les modifications des protéines d'attachement peuvent altérer le tropisme. Il s'agit d'une référence structurelle et conceptuelle qui ne fournit pas de conseils cliniques.

Core questions

• Quelles structures virales médient l'attachement aux cellules hôtes ?
• Qu'est-ce qu'un récepteur cellulaire et comment la spécificité apparaît-elle ?
• Comment la correspondance attachement-récepteur détermine-t-elle le tropisme ?
• Pourquoi le tropisme diffère-t-il entre les virus enveloppés et non enveloppés ?
• Comment les changements dans les protéines d'attachement peuvent-ils modifier le spectre d'hôtes ou le tropisme tissulaire ?

Key concepts

• Protéine d'attachement virale (antirécepteur)
• Récepteur cellulaire et co-récepteur
• Spécificité de liaison au récepteur
• Tropisme cellulaire
• Tropisme tissulaire et du spectre d'hôtes
• Glycoprotéine d'enveloppe versus site d'attachement de la capside
• Changement de tropisme par modification de l'utilisation du récepteur

Key theories

La spécificité du récepteur comme déterminant du tropisme

La correspondance entre une protéine d'attachement virale et un récepteur hôte régit les cellules qu'un virus peut pénétrer ; par conséquent, la distribution des récepteurs et la spécificité de liaison sont des déterminants primaires du tropisme cellulaire et de l'hôte.

Plasticité évolutive de la reconnaissance cellulaire

Baranowski, Ruiz-Jarabo et Domingo ont soutenu que les virus peuvent faire évoluer leur utilisation des récepteurs, de sorte que la spécificité d'attachement et le tropisme ne sont pas fixes mais peuvent changer, permettant parfois un élargissement du spectre d'hôtes.

Mechanisms

Un virion présente des protéines d'attachement à sa surface — sous forme de boucles ou de sites exposés sur la capside des virus non enveloppés, ou de spicules glycoprotéiques sur l'enveloppe des virus enveloppés — qui se lient à des molécules spécifiques (récepteurs, et parfois co-récepteurs) à la surface de la cellule hôte. Étant donné que l'entrée productive nécessite cette reconnaissance moléculaire, les cellules qu'un virus peut infecter sont en grande partie celles qui présentent le récepteur correspondant, ce qui détermine son tropisme cellulaire et tissulaire et, à travers les espèces, son spectre d'hôtes. Les mutations qui modifient la spécificité de liaison de la protéine d'attachement peuvent rediriger le virus vers de nouveaux récepteurs et ainsi altérer le tropisme, un processus impliqué dans l'adaptation et l'élargissement du spectre d'hôtes.

Clinical relevance

Les protéines d'attachement et leurs récepteurs définissent les tissus ciblés par un virus et sont des sujets courants de recherche sur les anticorps neutralisants et les inhibiteurs d'entrée, ce qui en fait un contexte pertinent pour la science des vaccins et des antiviraux. Cette entrée décrit l'attachement et le tropisme comme des concepts structurels et biologiques à titre de référence ; elle ne fournit pas de recommandations diagnostiques ou thérapeutiques.

History

La reconnaissance que les virus se lient à des récepteurs spécifiques de la surface cellulaire s'est développée grâce aux études du XXe siècle sur l'attachement viral, et à la fin du XXe et au début du XXIe siècle, l'identification de récepteurs particuliers et l'étude structurelle des protéines d'attachement ont permis de clarifier l'origine de la spécificité. Des revues de Marsh et Helenius ont synthétisé le processus d'entrée, tandis que Baranowski, Ruiz-Jarabo et Domingo ont souligné la plasticité évolutive de la reconnaissance cellulaire.

Key figures

• Ari Helenius
• Mark Marsh
• Esteban Domingo
• Stephen Harrison

Seminal works

• marsh-helenius-2006
• baranowski-2001

Frequently asked questions

Qu'est-ce qui détermine les cellules qu'un virus peut infecter ?

Un déterminant majeur est de savoir si une cellule présente le récepteur que la protéine d'attachement du virus reconnaît ; les cellules dépourvues d'un récepteur compatible ne sont généralement pas infectées de manière productive, de sorte que la distribution des récepteurs façonne le tropisme cellulaire et tissulaire.

Un virus peut-il modifier les cellules ou les hôtes qu'il infecte ?

Oui. Les mutations qui modifient la spécificité de liaison d'une protéine d'attachement virale peuvent permettre au virus d'utiliser différents récepteurs, déplaçant potentiellement son tropisme tissulaire ou élargissant son spectre d'hôtes ; de tels changements font partie de la manière dont les virus s'adaptent.