El proceso mediante el cual los virus infectan las células
El proceso de invasión de células por parte de virus animales se divide principalmente en adsorción e invasión:
La adsorción de virus se realiza en dos pasos. Primero, el virus y la célula están unidos por atracción electrostática. Esta adsorción no es específica. Los virus pueden adsorberse en cualquier parte de la superficie celular sin ninguna selectividad. Los virus pueden ser atraídos por partículas no celulares e incluso por superficies de vidrio o metal. Esta adsorción es reversible, y la simple dilución o lavado, así como la aplicación de suero antiviral o sales en alta concentración y un determinado pH ambiental, pueden liberar al virus del adsorbente. ?
La segunda etapa de la adsorción del virus es la unión irreversible. En este momento, la proteína viral (antirreceptor) se une específicamente a una proteína específica (receptor) en la superficie de la membrana celular. Las proteínas de las partículas virales que se unen a los receptores celulares son generalmente proteínas de superficie viral, como la hemaglutinina del virus de la influenza. Sin embargo, aunque el antirreceptor está en la superficie del virus, no necesariamente participa en la región altamente antigénica del virus. Por ejemplo, la región antirreceptora de la proteína viral 1 (VP1) del poliovirus no es consistente. con la región del antígeno neutralizante altamente mutada. Algunos virus estructuralmente complejos, como los poxvirus y los herpesvirus, tienen múltiples moléculas de proteína antirreceptor, y cada molécula de proteína antirreceptor puede tener varias regiones diferentes, cada una de las cuales puede interactuar con diferentes receptores en la superficie celular. Se estima que hay entre 10,4 y 10,5 sitios receptores específicos en una célula huésped. Cabe señalar aquí que no todas las células pueden tener en su superficie un receptor específico para un virus específico. El hecho de que las células tengan receptores para un virus específico afecta directamente si son susceptibles al virus. ?
La combinación de receptores y antirreceptores requiere una determinada concentración de iones para reducir la interferencia electrostática. Sin embargo, esta unión específica tiene poco que ver con la temperatura y la energía. ?
Debe señalarse que el proceso de adsorción en dos etapas, reversible e irreversible, puede no ser el mismo para todos los virus. Una vez que algunos virus se adsorben en células sensibles, ya no se pueden desprender allí. Parece no existir una etapa de adsorción reversible. Para otros virus, como los ortomixovirus y los paramixovirus, incluso si entran en la etapa de unión irreversible, las partículas del virus aún pueden separarse de la célula y adsorberse en otra célula. Esto se debe a que estos virus tienen neuraminidasa, una enzima que escinde el ácido neuramínico de la cadena de polisacáridos del receptor celular. ?
El uso de suero anticelular para tratar las células a menudo puede prevenir la infección viral de las células. Esto puede deberse a que los anticuerpos bloquean el sitio de unión en la superficie celular e impiden que el virus se absorba. Much et al. (1973) trataron células HeLa con suero anti-células HeLa y pudieron prevenir la adsorción del poliovirus. Para algunos virus, el alcance de la infección viral parece estar determinado por la presencia o ausencia de los receptores virales correspondientes en la superficie celular. ?
Los anticuerpos antivirales también pueden bloquear la adsorción específica de virus a las células. ?
El poliovirus puede proliferar en células de cultivo de riñón de primate, pero no en células de cultivo de riñón de roedor, porque el primero tiene y el segundo carece de especificidad para los receptores de lipoproteínas del poliovirus. La adsorción del virus de la influenza depende de la presencia de receptores de glicoproteínas específicos en la superficie de las células sensibles. La destrucción de estos receptores, como el tratamiento de las células con neuraminidasa extraída de Vibrio cholerae, ya no puede adsorber los virus de la influenza y prevenir la infección. ?
¿Por qué el poliovirus puede proliferar en células de riñón de mono cultivadas in vitro, pero no en células de riñón de monos vivos? Por el contrario, el virus coxseki puede infectar a ratones jóvenes, pero no es fácil proliferar en diversos cultivos de tejidos. ¿Células de ratones? Algunas personas piensan que esto también se debe a que estas células ganan o pierden los receptores correspondientes durante el proceso de cultivo. Esta explicación parece descabellada. Porque la adsorción específica de virus es sólo un primer paso importante en su proliferación en las células, pero no es toda la historia. Hay muchos factores que afectan la proliferación de virus y la proliferación de virus en sí es un proceso extremadamente complejo. El uso de ciertos métodos para introducir artificialmente virus o ácidos nucleicos virales en células no sensibles a menudo no logra causar una infección viral. ?
Dado que la preparación de membrana celular también puede unirse al virus e inhibir su adsorción a la superficie celular, esto indica que efectivamente hay receptores de virus en la membrana celular. Algunos virus tienen afinidad por estructuras especiales de las células, como microvellosidades y estructuras de malla densa, y los receptores virales parecen estar presentes en estas estructuras especiales.
Ciertos virus parecen tener afinidad por los linfocitos. Por ejemplo, el virus del sarampión se une selectivamente a los linfocitos T, mientras que el virus de Epstein-Barr (un virus del herpes) se une a los linfocitos B, lo que hace que no sólo se conviertan en células linfoblastoides sino también en células B. Neoplasia de linfocitos (linfoma de Burkitt). Recientemente se ha descubierto que una característica constante entre las células de las cepas humanas susceptibles y resistentes del poliovirus es la pérdida del cromosoma 19 en esta última. Por lo tanto, algunas personas especulan que el cromosoma 19 contiene genes que desempeñan un papel decisivo en la sensibilidad al poliovirus, y que estos genes pueden ser los genes estructurales de los receptores de virus de la superficie celular. ? La existencia de ciertos receptores virales específicos en células animales ha sido demostrada repetidamente mediante numerosos experimentos. Pero, ¿cómo se forman estos receptores? Desde un punto de vista evolutivo, deberíamos considerarlo como el resultado de la adaptación a largo plazo del virus al parasitismo intracelular. En otras palabras, el "receptor" resultó ser un componente inherente a la célula, y fue el virus el que desarrolló gradualmente el correspondiente mecanismo de unión para ciertos componentes de la membrana celular al adaptarse al parasitismo intracelular. De esta manera, estos componentes de la célula se convierten en objetos de adsorción del virus: los receptores. Se ha demostrado que el receptor del virus de la lactato deshidrogenasa es el antígeno Ia de ratón, el virus de la rabia puede utilizar el receptor de acetilcolina para entrar en las células y el virus vaccinia también puede invadir las células huésped a través del receptor del factor de crecimiento epidérmico. ?
Los receptores virales de las células pueden tener otras funciones para promover la infección viral. Por ejemplo, la parte de la membrana celular que transporta el receptor del poliovirus está separada de las células del riñón de mono, lo que la hace indistinguible del virus de la polio. Se infecta en un tubo de ensayo a 37°C y el virus está a punto de sufrir cambios irreversibles. Aunque al microscopio electrónico no se pueden observar cambios morfológicos, estos virus eluidos de la membrana celular ya no pueden adsorber otras células sensibles. El poliovirus generalmente es resistente a la tripsina, pero la tripsina puede digerir los virus eluidos para liberar ácido nucleico viral. El virus eluido también pierde su capacidad de unirse a anticuerpos específicos. Parece que después de que el virus se une a los receptores de la membrana celular, la unidad estructural de la nucleocápside viral cambia. Puede facilitar el descubrimiento del virus debido a la susceptibilidad a las proteasas celulares. ?
El proceso de adsorción del virus a las células se puede completar en unos pocos minutos o decenas de minutos. La tasa de adsorción del virus de la encefalitis equina occidental en fibroblastos de embriones de pollo alcanzó el 85% en 30 minutos. La adsorción del virus de la rabia en células BHK-21 también puede completarse en 30 minutos. En la práctica de virología, cuando se utilizan virus para infectar células, la infección normalmente sólo tarda entre 30 y 60 minutos en lograr el propósito de la infección. Pero para algunos virus, parece que se necesita más tiempo para obtener la cantidad máxima de adsorción del virus. Por ejemplo, el virus de la fiebre aftosa tarda de 15 a 30 minutos en adsorberse en el epitelio de la lengua de res en un cultivo en suspensión, pero tarda de 15 a 30 minutos. 30 minutos para adsorberse en la monocapa de riñón de res o de riñón de cerdo. La adsorción celular tarda de 80 a 90 minutos en completarse. ? La intrusión y la adsorción son un proceso continuo. Sin embargo, la invasión es un proceso que depende de la energía. En la actualidad, se ha descubierto que los virus pueden invadir las células de tres formas: ① el virus se transfiere directamente al citoplasma; ② la célula envuelve el virus; ③ la envoltura del virus se fusiona con la membrana celular; Los virus sin envoltura invaden de las dos primeras formas, mientras que los virus envueltos suelen entrar por la tercera vía. Los virus picorna son típicos de la primera forma de invadir las células. Los picornavirus se adsorben en los receptores celulares utilizando el antirreceptor VP1. Debido a la influencia de la fuerza de unión, la cápside del virus sufre cambios espaciales sutiles, pierde VP4 y forma partículas "A". Debido a que las cápsides de enterovirus y rinovirus son relativamente densas, las partículas "A" pierden VP2 cuando penetran más en la membrana celular, formando partículas "B" y entrando al citoplasma. Dado que la cápside de los cardiovirus y del virus de la fiebre aftosa está relativamente suelta, las partículas "A" se escinden por completo al atravesar la membrana celular y se liberan al citoplasma en forma de ARN y subunidades de proteína 12-14S. ?
La entrada del poliomavirus al citoplasma es un ejemplo del segundo modo de entrada. Las partículas virales en vesículas fagocíticas en el citoplasma se pueden ver con un microscopio electrónico. Así es como las células engullen objetos extraños. ?
Los virus envueltos invaden las células por la tercera vía. Tomando el virus de la influenza como ejemplo, cuando la proteína hemaglutinina (HA) de la envoltura viral se acerca al receptor de la membrana celular, la molécula de HA comienza a plegarse y forma un trímero con dos moléculas de HA adyacentes. Las moléculas de la tríada HA son hidrolizadas por proteasas del huésped en condiciones de infección natural (tracto respiratorio o embrión de pollo) y se convierten en HA1 y HA2. HA1 tiene un sitio antirreceptor que puede unirse a los receptores celulares.
En este momento, el extremo amino de HA2 también está cerca del sitio de unión. Los 20 aminoácidos en el extremo amino de HA2 son hidrofóbicos. Este fragmento puede ingresar a la región hidrofóbica de la capa de fosfolípidos de la membrana celular. Esta inserción conduce rápidamente a la fusión de la envoltura y la membrana celular, permitiendo que la nucleocápside ingrese al citoplasma. ?