Латентность вируса
Латентность вируса (или вирусная латентность ) — это способность патогенного вируса находиться в спящем ( латентном ) состоянии внутри клетки, называемая лизогенной частью жизненного цикла вируса. [1] Латентная вирусная инфекция — это тип персистирующей вирусной инфекции, который отличается от хронической вирусной инфекции. Латентный период — это фаза жизненного цикла некоторых вирусов, в которой после первоначального заражения распространение вирусных частиц прекращается. Однако вирусный геном не уничтожается. Вирус может реактивироваться и начать производить большое количество вирусного потомства ( литическая часть жизненного цикла вируса ) без повторного заражения хозяина новым внешним вирусом и оставаться внутри хозяина на неопределенный срок. [2]
Латентность вируса не следует путать с клинической латентностью в течение инкубационного периода , когда вирус не находится в состоянии покоя.
Механизмы
[ редактировать ]Эписомальная латентность
[ редактировать ]Эписомальная латентность относится к использованию генетических эписом во время латентного периода. В этом типе латентного периода вирусные гены стабилизируются, плавая в цитоплазме или ядре как отдельные объекты, как линейные, так и лариатные. [ необходимо пояснение (сложный жаргон) ] структуры. Эписомальная латентность более уязвима к рибозимам или деградации чужеродных генов хозяина, чем провирусная латентность (см. ниже).
Герпесвирусы
[ редактировать ]Одним из примеров является семейство вирусов герпеса Herpesviridae , каждый из которых вызывает латентную инфекцию. Вирус герпеса включает вирус ветряной оспы и вирусы простого герпеса (ВПГ-1, ВПГ-2), каждый из которых устанавливает эписомальную латентность в нейронах и оставляет линейный генетический материал плавающим в цитоплазме . [3]
Вирус Эпштейна-Барра
[ редактировать ]Подсемейство Gammaherpesvirinae связано с эписомальной латентностью, установленной в клетках иммунной системы , таких как B-клетки в случае вируса Эпштейна-Барра . [3] [4] реактивация вируса Эпштейна-Барра Литическая (которая может быть вызвана химиотерапией или радиацией) может привести к нестабильности генома и раку . [5]
Вирус простого герпеса
[ редактировать ]Было показано, что в случае простого герпеса (ВПГ) вирус сливается с ДНК в нейронах, таких как нервные ганглии. [6] или нейроны, а ВПГ реактивируется даже при незначительном ослаблении хроматина в результате стресса. [7] хотя хроматин уплотняется (становится латентным) при недостатке кислорода и питательных веществ. [8]
Цитомегаловирус
[ редактировать ]Цитомегаловирус (ЦМВ) устанавливает латентный период в миелоидных клетках-предшественниках и реактивируется при воспалении . [9] Иммуносупрессия и критические заболевания ( в частности, сепсис ) часто приводят к реактивации ЦМВ. [10] Реактивация ЦМВ обычно наблюдается у пациентов с тяжелым колитом . [11]
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Преимущества эписомальной латентности включают тот факт, что вирусу может не потребоваться проникновение в ядро клетки и, следовательно, он может избежать ядерным доменом 10 (ND10) активации интерферона по этому пути.
К недостаткам можно отнести большее воздействие на клеточную защиту, что приводит к возможной деградации вирусного гена посредством клеточных ферментов . [12]
Реактивация
[ редактировать ]Реактивация может быть вызвана стрессом, ультрафиолетовым излучением и т. д. [13]
Провирусная латентность
[ редактировать ]Провирус – это геном вируса, встроенный в ДНК клетки-хозяина.
Преимущества и недостатки
[ редактировать ]Преимущества включают в себя автоматическое деление клеток-хозяев, приводящее к репликации генов вируса, а также тот факт, что практически невозможно удалить интегрированный провирус из инфицированной клетки, не убивая клетку . [14]
Недостатком этого метода является необходимость проникновения в ядро (и необходимость упаковки белков, которые позволят это сделать). Однако вирусы, интегрирующиеся в геном клетки-хозяина, могут оставаться там до тех пор, пока клетка жива.
ВИЧ
[ редактировать ]Одним из наиболее изученных вирусов, который делает это, является ВИЧ . ВИЧ использует обратную транскриптазу для создания ДНК-копии своего РНК-генома. Латентный период ВИЧ позволяет вирусу в значительной степени избегать иммунной системы. Как и другие латентные вирусы, в латентном состоянии он обычно не вызывает симптомов. На ВИЧ в провирусной латентной стадии практически невозможно воздействовать антиретровирусными препаратами. Несколько классов агентов, обращающих латентный период (LRA), находятся в стадии разработки для возможного использования в стратегиях «шок и уничтожение», при которых латентно инфицированные клеточные резервуары будут реактивированы («шок»), чтобы противовирусное лечение могло подействовать («уничтожение»). [15]
Поддержание задержки
[ редактировать ]Как провирусная, так и эписомальная латентность может потребовать поддержания продолжения инфекции и сохранения точности вирусных генов. Латентный период обычно поддерживается вирусными генами, экспрессируемыми преимущественно во время латентного периода. Экспрессия этих генов , связанных с латентным периодом, может предотвращать переваривание вирусного генома клеточными рибозимами или обнаружение иммунной системой . Определенные продукты вирусных генов ( транскрипты РНК, такие как некодирующие РНК и белки) также могут ингибировать апоптоз или индуцировать рост и деление клеток , позволяя производить больше копий инфицированной клетки. [16]
Примером такого генного продукта являются латентно-ассоциированные транскрипты (LAT) в вирусе простого герпеса, которые препятствуют апоптозу путем подавления ряда факторов хозяина, включая главный комплекс гистосовместимости (MHC), и ингибирования апоптотического пути. [17]
Определенный тип латентности можно приписать эндогенным ретровирусам . Эти вирусы в далеком прошлом внедрились в геном человека и сейчас передаются путем размножения. В целом эти типы вирусов стали высокоразвитыми и утратили экспрессию многих генных продуктов. [18] Некоторые белки, экспрессируемые этими вирусами, эволюционировали совместно с клетками-хозяевами и играют важную роль в нормальных процессах. [19]
Разветвления
[ редактировать ]Хотя в латентном периоде вируса не происходит активного выделения вируса и не возникает каких-либо патологий или симптомов , вирус все же способен реактивироваться с помощью внешних активаторов (солнечный свет, стресс и т. д.), вызывая острую инфекцию. В случае вируса простого герпеса, который обычно заражает человека на всю жизнь, серотип вируса время от времени реактивируется, вызывая герпес . Хотя язвы быстро устраняются иммунной системой, время от времени они могут доставлять небольшое неудобство. В случае вируса ветряной оспы после первоначальной острой инфекции ( ветряная оспа ) вирус находится в состоянии покоя до тех пор, пока не реактивируется в виде опоясывающего герпеса .
Более серьезными последствиями латентной инфекции может быть возможность трансформации клетки и принуждения ее к неконтролируемому клеточному делению . Это результат случайной вставки вирусного генома в собственный ген хозяина и экспрессии факторов роста клеток хозяина в пользу вируса. Примечательно, что это действительно произошло во время генной терапии с использованием ретровирусных векторов в больнице Неккера в Париже , где двадцать мальчиков прошли лечение от генетического заболевания , после чего у пятерых развились лейкемии . синдромы, подобные [20]
Вирус папилломы человека
[ редактировать ]Это также наблюдается при инфекциях, вызванных вирусом папилломы человека , при которых персистирующая инфекция может привести к раку шейки матки в результате клеточной трансформации . [21] [22] [23]
ВИЧ
[ редактировать ]В области исследований ВИЧ латентность провируса в определенных долгоживущих типах клеток является основой концепции одного или нескольких вирусных резервуаров, относящихся к местам (типам клеток или тканям), характеризующимся персистенцией латентного вируса. В частности, наличие репликационно-компетентного ВИЧ в покоящихся CD4-положительных Т-клетках позволяет этому вирусу сохраняться в течение многих лет, не эволюционируя, несмотря на длительное воздействие антиретровирусных препаратов. [24] Этот латентный резервуар ВИЧ может объяснить неспособность антиретровирусного лечения вылечить ВИЧ-инфекцию. [24] [25] [26] [27]
См. также
[ редактировать ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Вильярреал, Луис П. (2005). Вирусы и эволюция жизни. Вашингтон, ASM Press.
- ^ Нью-Джерси Диммок и др. «Введение в современную вирусологию, 6-е издание». Издательство Блэквелл, 2007.
- ^ Jump up to: а б Минаровиц Ю. (2006). «Эпигенотипы латентных геномов герпесвирусов». Метилирование ДНК: развитие, генетические заболевания и рак . Актуальные темы микробиологии и иммунологии. Том. 310. стр. 61–80. дои : 10.1007/3-540-31181-5_5 . ISBN 978-3-540-31180-5 . ПМИД 16909907 .
- ^ Соуза Т.А., Столлар Б.Д., Салливан Дж.Л., Лузуриага К., Торли-Лоусон Д.А. (1 сентября 2007 г.). «Влияние EBV на компартмент В-клеток памяти периферической крови» . Журнал иммунологии . 179 (5): 3153–60. дои : 10.4049/jimmunol.179.5.3153 . ПМИД 17709530 .
- ^ Ли Х, Лю С, Ху Дж, Луо X, Ли Н, М Боде А, Цао Ю (2016). «Регуляция литической реактивации вируса Эпштейна-Барр и ее патогенная роль в канцерогенезе» . Международный журнал биологических наук . 12 (11): 1309–1318. дои : 10.7150/ijbs.16564 . ПМК 5118777 . ПМИД 27877083 .
- ^ Тельман Н.М., Тризенберг С.Дж. (2017). «Создание, поддержание и реактивация вируса простого герпеса: моделирование латентного периода in vitro» . Патогены . 6 (3): Е28. doi : 10.3390/pathogens6030028 . ПМК 5617985 . ПМИД 28644417 .
- ^ «Открытие показывает, как вирус простого герпеса реактивируется в нейронах, вызывая заболевание» . 21 декабря 2015 г.
- ^ «Морите клетку голодом, уплотняйте ее ДНК – GEN» . ГЕН . 10 ноября 2015 г.
- ^ Дюпон Л., Ривз МБ (2016). «Латентность и реактивация цитомегаловируса: недавний взгляд на давнюю проблему» . Обзоры по медицинской вирусологии . 26 (2): 75–89. дои : 10.1002/rmv.1862 . ПМК 5458136 . ПМИД 26572645 .
- ^ Кук CH (2007). «Реактивация цитомегаловируса у «иммунокомпетентных» пациентов: необходимость научной профилактики» . Журнал инфекционных болезней . 196 (9): 1273–1275. дои : 10.1086/522433 . ПМИД 17922387 .
- ^ Сагер К., Алам С., Бонд А., Чиннаппан Л., Проберт К.С. (2015). «Обзорная статья: цитомегаловирус и воспалительные заболевания кишечника» . Алиментарная фармакология и терапия . 41 (8): 725–733. дои : 10.1111/кв.13124 . ПМИД 25684400 .
- ^ Бертон Э.А., Финк DJ, Glorioso JC (декабрь 2002 г.). «Доставка генов с использованием векторов вируса простого герпеса». ДНК Клеточная Биол . 21 (12): 915–36. дои : 10.1089/104454902762053864 . ПМИД 12573050 .
- ^ Престон CM, Эфстатиу С (21 сентября 2018 г.). «Молекулярные основы латентного периода и реактивации ВПГ» . В: Арвин А., Кампаделли-Фьюме Дж., Мокарски Э., Мур П.С., Ройзман Б., Уитли Р., Яманиши К. (ред.). Герпесвирусы человека: биология, терапия и иммунопрофилактика . Издательство Кембриджского университета. ISBN 9780521827140 . PMID 21348106 – через PubMed.
- ^ Марчелло А. «Латентность: скрытая проблема ВИЧ-1». Ретровирусология. 2006 янв. 16;3(1):7
- ^ Родари А., Дарсис Дж., Ван Линт К.М. (29 сентября 2021 г.). «Текущий статус агентов, обращающих латентный период, для ремиссии ВИЧ-1» . Ежегодный обзор вирусологии . 8 (1): 491–514. doi : 10.1146/annurev-virology-091919-103029 . ISSN 2327-056X . PMID 34586875 .
- ^ Дивито С., Черпес Т.Л., Хендрикс Р.Л. (2006). «Тройное согласие: вирус, нейроны и CD8+ Т-клетки поддерживают латентный период ВПГ-1». Иммунол. Рез . 36 (1–3): 119–26. дои : 10.1385/ир:36:1:119 . ПМИД 17337772 . S2CID 6150236 .
- ^ Карпентер Д., Сян С., Браун DJ, Джин Л., Осорио Н., Бенмохамед Л., Джонс С., Векслер С.Л. (декабрь 2007 г.). «Стабильные клеточные линии, экспрессирующие высокие уровни LAT вируса простого герпеса типа 1, устойчивы к активации каспазы 3 и ступенчатому строению ДНК после апоптоза, вызванного холодовым шоком» . Вирусология . 369 (1): 12–8. дои : 10.1016/j.virol.2007.07.023 . ПМК 2276668 . ПМИД 17727910 .
- ^ Буздин А (ноябрь 2007 г.). «Человекоспецифичные эндогенные ретровирусы» . Научный мировой журнал . 7 : 1848–68. дои : 10.1100/tsw.2007.270 . ПМК 5901341 . ПМИД 18060323 .
- ^ Хаяшида К., Омагари К., Масуда Дж.И., Коно С. (2007). «Интеграза эндогенного ретровируса участвует в наследовании материнской митохондриальной ДНК человеческого млекопитающего». Биохимия Биофиз Рес Коммьюнити . 366 (1): 206–211. дои : 10.1016/j.bbrc.2007.11.127 . hdl : 10069/22710 . ПМИД 18054325 .
- ^ Хасейн-Бей-Абина С, Гарриг А, Ван ГП, Сулье Дж, Лим А, Мориллон Е, Клаппье Е, Каккавелли Л, Делабесс Е, Бельджорд К, Аснафи В, Макинтайр Е, Даль Кортиво Л, Рэдфорд И, Брусс Н, Сиго Ф., Мошус Д., Хауэр Дж., Боркхардт А., Белоградский Б.Х., Винтергерст Ю., Велес М.С., Лейва Л., Соренсен Р., Вульффраат Н., Бланш С., Бушман Ф.Д., Фишер А., Каваццана-Кальво М. (сентябрь 2008 г.). «Инсерционный онкогенез у 4 пациентов после ретровирусно-опосредованной генной терапии SCID-X1» . Журнал клинических исследований . 118 (9): 3132–42. дои : 10.1172/JCI35700 . ПМК 2496963 . ПМИД 18688285 .
- ^ Ван XG, Ревская Э., Брайан Р.А., Стриклер Х.Д., Берк Р.Д., Касадевалл А., Дадачева Е. (октябрь 2007 г.). «Лечение рака как инфекционного заболевания — вирусные антигены как новые мишени для лечения и потенциальной профилактики опухолей вирусной этиологии» . ПЛОС ОДИН . 2 (10): е1114. Бибкод : 2007PLoSO...2.1114W . дои : 10.1371/journal.pone.0001114 . ПМК 2040508 . ПМИД 17971877 .
- ^ Молхо-Песах В., Лотем М. (2007). «Вирусный канцерогенез при раке кожи». Факторы окружающей среды при кожных заболеваниях . Современные проблемы дерматологии. Том. 35. С. 39–51. дои : 10.1159/000106409 . ISBN 978-3-8055-8313-8 . ПМИД 17641489 . S2CID 14519920 .
{{cite book}}:|journal=игнорируется ( помогите ) - ^ Каррильо-Инфанте С., Аббадесса Г., Багелла Л., Джордано А. (июнь 2007 г.). «Вирусные инфекции как причина рака (обзор)» . Инт Джей Онкол . 30 (6): 1521–8. дои : 10.3892/ijo.30.6.1521 . ПМИД 17487374 .
- ^ Jump up to: а б Бланксон Дж.Н., Персо Д., Силициано Р.Ф. (2002). «Проблема вирусных резервуаров при инфекции ВИЧ-1». Анну. Преподобный Мед . 53 : 557–93. дои : 10.1146/annurev.med.53.082901.104024 . ПМИД 11818490 .
- ^ Финци Д., Германкова М., Пирсон Т. и др. (ноябрь 1997 г.). «Выявление резервуара ВИЧ-1 у пациентов, получающих высокоактивную антиретровирусную терапию». Наука . 278 (5341): 1295–300. Бибкод : 1997Sci...278.1295F . дои : 10.1126/science.278.5341.1295 . ПМИД 9360927 .
- ^ Персо Д., Пирсон Т., Рафф С. и др. (апрель 2000 г.). «Стабильный латентный резервуар ВИЧ-1 в покоящихся CD4(+) Т-лимфоцитах инфицированных детей» . Дж. Клин. Инвестируйте . 105 (7): 995–1003. дои : 10.1172/JCI9006 . ПМК 377486 . ПМИД 10749578 .
- ^ Чун Т.В., Фаучи А.С. (сентябрь 1999 г.). «Латентные резервуары ВИЧ: препятствия на пути к искоренению вируса» . Учеб. Натл. акад. наук. США . 96 (20): 10958–61. Бибкод : 1999PNAS...9610958C . дои : 10.1073/pnas.96.20.10958 . ПМК 34225 . ПМИД 10500107 .
