Mecanismos de Entrada Viral e Desnudamento

Antes que um vírus possa se replicar, ele deve atravessar a barreira da célula hospedeira e entregar seu genoma no local intracelular correto. A entrada começa com a ligação a receptores específicos da superfície celular, prossegue com a penetração da membrana plasmática ou endossomal, e termina com o desnudamento — a desmontagem da cápsula proteica que libera o genoma para a próxima etapa do ciclo.

Definition

A entrada viral é o processo multifásico pelo qual um vírion se liga a uma célula hospedeira, penetra uma membrana celular e libera (desnuda) seu genoma no citoplasma ou núcleo para que a replicação possa começar.

Scope

Este tópico aborda a ligação ao receptor e o tropismo, as duas principais rotas de penetração (fusão direta na membrana plasmática e entrada por endocitose), o papel das proteínas de fusão e a etapa de desnudamento que libera o genoma viral. É um tratamento de referência e educacional dos mecanismos de entrada, não uma orientação clínica ou terapêutica.

Core questions

• Como a ligação do receptor e do co-receptor determina quais células um vírus pode infectar?
• Quando um vírus se funde na membrana plasmática versus entra pelo endossomo, e o que desencadeia a fusão?
• Como o capsídeo viral é desmontado para que o genoma seja liberado no local correto?

Key concepts

• Ligação a receptores e co-receptores específicos
• Tropismo (alcance celular e tecidual determinado pelo receptor)
• Fusão de membrana mediada por proteínas de fusão virais
• Proteínas de fusão de Classe I, II e III
• Entrada direta (membrana plasmática) versus endocítica
• Desencadeamento da fusão por baixo pH no endossomo
• Desnudamento e liberação do genoma

Mechanisms

A entrada começa quando as proteínas de ligação de um vírion interagem com receptores na superfície da célula hospedeira, uma interação que define o tropismo porque apenas as células que possuem o receptor correto são suscetíveis. Vírus envelopados então fundem seu envelope lipídico com uma membrana celular através de uma mudança conformacional em uma proteína de fusão; essa fusão pode ocorrer na membrana plasmática ou, após a endocitose, no endossomo acidificado, onde o pH baixo desencadeia o rearranjo. As proteínas de fusão se enquadram em classes estruturais que alcançam a mesma mudança de formação de grampo por diferentes dobramentos. Vírus não envelopados, em vez disso, rompem ou permeabilizam uma membrana. Uma vez que o cerne contendo o genoma está dentro, o desnudamento desmonta o capsídeo de forma regulada para que o genoma seja liberado no local onde a próxima etapa — transcrição ou replicação — ocorre.

Clinical relevance

A entrada é o primeiro ponto em que a infecção pode ser bloqueada, e várias estratégias antivirais e anticorpos neutralizantes agem prevenindo a ligação ao receptor ou a fusão da membrana. Esta entrada explica a biologia por trás de tais abordagens em um nível conceitual; é material de referência educacional e não uma base para prescrição, seleção de medicamentos ou manejo do paciente.

History

Estudos da fusão de vírus envelopados no final do século XX, particularmente da hemaglutinina da influenza e dos alfavírus, estabeleceram o princípio de que as proteínas de fusão sofrem uma mudança conformacional desencadeada. O trabalho estrutural comparativo então revelou classes distintas de proteínas de fusão que resolvem o mesmo problema de fusão de membrana com diferentes dobramentos, enquanto estudos celulares-biológicos paralelos mapearam as rotas endocíticas que os vírus exploram para alcançar o interior da célula.

Key figures

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

Seminal works

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

Frequently asked questions

O que decide quais células um vírus pode infectar?

Em grande parte, a correspondência entre as proteínas de ligação do vírus e os receptores (e co-receptores) presentes em uma célula; células que não possuem o receptor necessário geralmente não são suscetíveis, o que é a base do tropismo viral.

O que é desnudamento?

Desnudamento é a desmontagem regulada do capsídeo viral após a entrada, que libera o genoma no citoplasma ou núcleo para que os genes do vírus possam ser expressos e o genoma replicado.