Proteínas de Ligação Virais e Tropismo Celular

A infeção começa quando um vírus se liga a uma célula hospedeira, um passo mediado por proteínas de ligação virais na superfície da partícula que reconhecem moléculas específicas na célula. A correspondência entre uma proteína de ligação e o seu recetor é um determinante principal do tropismo — quais células, tecidos e espécies hospedeiras um vírus pode infetar — tornando as proteínas de superfície do virião centrais tanto para a sua estrutura quanto para a sua biologia.

Definition

Proteínas de ligação virais são as proteínas de superfície do virião que se ligam a recetores da célula hospedeira para iniciar a infeção; o tropismo celular é o leque de células, tecidos e hospedeiros que um vírus pode infetar produtivamente, determinado em grande parte pela especificidade ligação-recetor.

Scope

Esta entrada aborda as proteínas de superfície virais que medeiam a ligação (proteínas do capsídeo de vírus não-envelopados e glicoproteínas do envelope de vírus envelopados), o conceito de recetor celular, como a especificidade ligação-recetor molda o tropismo celular e do hospedeiro, e como as alterações nas proteínas de ligação podem modificar o tropismo. É uma referência estrutural e conceptual e não fornece orientação clínica.

Core questions

• Que estruturas virais medeiam a ligação às células hospedeiras?
• O que é um recetor celular e como surge a especificidade?
• Como a correspondência ligação-recetor determina o tropismo?
• Por que o tropismo difere entre vírus envelopados e não-envelopados?
• Como as alterações nas proteínas de ligação podem mudar a gama de hospedeiros ou o tropismo tecidual?

Key concepts

• Proteína de ligação viral (antirreceptor)
• Recetor celular e co-recetor
• Especificidade de ligação ao recetor
• Tropismo celular
• Tropismo tecidual e de gama de hospedeiros
• Glicoproteína do envelope versus sítio de ligação do capsídeo
• Mudança de tropismo através da alteração do uso do recetor

Key theories

A especificidade do recetor como determinante do tropismo

A correspondência entre uma proteína de ligação viral e um recetor hospedeiro governa quais células um vírus pode entrar, portanto, a distribuição do recetor e a especificidade de ligação são determinantes primários do tropismo celular e do hospedeiro.

Plasticidade evolutiva do reconhecimento celular

Baranowski, Ruiz-Jarabo e Domingo argumentaram que os vírus podem evoluir para um uso alterado do recetor, de modo que a especificidade de ligação e o tropismo não são fixos, mas podem mudar, por vezes permitindo uma gama de hospedeiros expandida.

Mechanisms

Um virião apresenta proteínas de ligação na sua superfície — alças ou sítios expostos no capsídeo de vírus não-envelopados, ou espículas de glicoproteínas no envelope de vírus envelopados — que se ligam a moléculas específicas (recetores, e por vezes co-recetores) na superfície da célula hospedeira. Uma vez que a entrada produtiva requer este reconhecimento molecular, as células que um vírus pode infetar são em grande parte aquelas que exibem o recetor correspondente, o que estabelece o seu tropismo celular e tecidual e, entre espécies, a sua gama de hospedeiros. Mutações que alteram a especificidade de ligação da proteína de ligação podem redirecionar o vírus para novos recetores e, assim, alterar o tropismo, um processo implicado na adaptação e na expansão da gama de hospedeiros.

Clinical relevance

As proteínas de ligação e os seus recetores definem quais tecidos um vírus visa e são frequentemente objeto de investigação de anticorpos neutralizantes e inibidores de entrada, tornando-os um pano de fundo relevante para a ciência de vacinas e antivirais. Esta entrada descreve a ligação e o tropismo como conceitos estruturais e biológicos para referência; não fornece recomendações de diagnóstico ou tratamento.

History

O reconhecimento de que os vírus se ligam a recetores específicos da superfície celular desenvolveu-se através de estudos do século XX sobre a ligação viral, e no final do século XX e início do século XXI a identificação de recetores particulares e o estudo estrutural das proteínas de ligação clarificaram como a especificidade surge. Revisões de Marsh e Helenius sintetizaram o processo de entrada, enquanto Baranowski, Ruiz-Jarabo e Domingo destacaram a plasticidade evolutiva do reconhecimento celular.

Key figures

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

Seminal works

• marsh-helenius-2006
• baranowski-2001

Frequently asked questions

O que determina quais células um vírus pode infetar?

Um determinante principal é se uma célula exibe o recetor que a proteína de ligação do vírus reconhece; células que não possuem um recetor compatível geralmente não são infetadas produtivamente, portanto, a distribuição do recetor molda o tropismo celular e tecidual.

Um vírus pode mudar as células ou hospedeiros que infeta?

Sim. Mutações que alteram a especificidade de ligação de uma proteína de ligação viral podem permitir que o vírus use diferentes recetores, potencialmente alterando o seu tropismo tecidual ou expandindo a sua gama de hospedeiros; tais mudanças fazem parte de como os vírus se adaptam.