Mécanismes d'entrée et de décapsidation virale

Avant qu'un virus ne puisse se répliquer, il doit franchir la barrière de la cellule hôte et délivrer son génome à l'emplacement intracellulaire approprié. L'entrée débute par la fixation à des récepteurs spécifiques à la surface cellulaire, se poursuit par la pénétration de la membrane plasmique ou endosomale, et s'achève par la décapsidation – le démantèlement de l'enveloppe protéique qui libère le génome pour la phase suivante du cycle.

Definition

L'entrée virale est le processus en plusieurs étapes par lequel un virion se fixe à une cellule hôte, pénètre une membrane cellulaire et libère (décapside) son génome dans le cytoplasme ou le noyau afin que la réplication puisse commencer.

Scope

Ce thème aborde la liaison aux récepteurs et le tropisme, les deux principales voies de pénétration (fusion directe au niveau de la membrane plasmique et entrée par endocytose), le rôle des protéines de fusion, ainsi que l'étape de décapsidation qui libère le génome viral. Il s'agit d'un exposé de référence et éducatif sur les mécanismes d'entrée, et non d'un guide clinique ou thérapeutique.

Core questions

• Comment la liaison aux récepteurs et aux co-récepteurs détermine-t-elle quelles cellules un virus peut infecter ?
• Quand un virus fusionne-t-il au niveau de la membrane plasmique par opposition à une entrée par l'endosome, et qu'est-ce qui déclenche la fusion ?
• Comment la capside virale est-elle désassemblée afin que le génome soit libéré au bon endroit ?

Key concepts

• Fixation à des récepteurs et co-récepteurs spécifiques
• Tropisme (gamme cellulaire et tissulaire déterminée par le récepteur)
• Fusion membranaire médiatisée par les protéines de fusion virales
• Protéines de fusion de classe I, II et III
• Entrée directe (par la membrane plasmique) versus entrée par endocytose
• Déclenchement de la fusion par un pH bas dans l'endosome
• Décapsidation et libération du génome

Mechanisms

L'entrée débute lorsque les protéines d'attachement d'un virion se lient aux récepteurs à la surface de la cellule hôte, une interaction qui définit le tropisme, car seules les cellules possédant le récepteur approprié sont susceptibles. Les virus enveloppés fusionnent ensuite leur enveloppe lipidique avec une membrane cellulaire par un changement conformationnel d'une protéine de fusion ; cette fusion peut se produire au niveau de la membrane plasmique ou, après endocytose, dans l'endosome acidifié, où un pH bas déclenche le réarrangement. Les protéines de fusion se répartissent en classes structurelles qui réalisent le même changement de formation en épingle à cheveux par des repliements distincts. Les virus non enveloppés, quant à eux, rompent ou perméabilisent une membrane. Une fois le cœur contenant le génome à l'intérieur, la décapsidation désassemble la capside de manière régulée afin que le génome soit libéré au site où se déroule l'étape suivante – transcription ou réplication.

Clinical relevance

L'entrée est le premier point où l'infection peut être bloquée, et plusieurs stratégies antivirales ainsi que des anticorps neutralisants agissent en empêchant la liaison aux récepteurs ou la fusion membranaire. Cette entrée explique la biologie sous-jacente à de telles approches à un niveau conceptuel ; il s'agit d'un matériel de référence éducatif et non d'une base pour la prescription, la sélection de médicaments ou la gestion des patients.

History

Des études sur la fusion des virus enveloppés à la fin du XXe siècle, en particulier sur l'hémagglutinine du virus de la grippe et les alphavirus, ont établi le principe selon lequel les protéines de fusion subissent un changement conformationnel déclenché. Des travaux structuraux comparatifs ont ensuite révélé des classes distinctes de protéines de fusion qui résolvent le même problème de fusion membranaire avec des repliements différents, tandis que des études de biologie cellulaire parallèles ont cartographié les voies endocytiques que les virus exploitent pour atteindre l'intérieur de la cellule.

Key figures

• Ari Helenius
• Mark Marsh
• Margaret Kielian
• Félix Rey

Seminal works

• marsh-helenius-2006
• kielian-rey-2006

Frequently asked questions

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

Principalement la correspondance entre les protéines d'attachement du virus et les récepteurs (et co-récepteurs) présents sur une cellule ; les cellules dépourvues du récepteur requis ne sont généralement pas susceptibles, ce qui constitue la base du tropisme viral.

Qu'est-ce que la décapsidation ?

La décapsidation est le démantèlement régulé de la capside virale après l'entrée, qui libère le génome dans le cytoplasme ou le noyau afin que les gènes du virus puissent être exprimés et le génome répliqué.