Virusul hepatitei delta

virusul hepatitei delta
clasificare stiintifica
Grup:Viruși [1]Tărâm:RiboziviriaFamilie:KolmioviridaeGen:DeltavirusVedere:virusul hepatitei delta
Denumire științifică internațională
Deltavirus italyense
Sinonime
  • Virusul hepatitei delta
  • HDV
Grupul Baltimore
V: virusuri (-)ssRNA

Virusul hepatitei delta [2] , sau virusul hepatitei D [3] ( lat.  Deltavirus italiense ), este un agent infecțios care provoacă hepatita D la om. Strict vorbind, acest mic agent infecțios care conține ARN este un virus satelit , deoarece necesită ca celulele să fie infectate cu virusul hepatitei B (HBV) pentru ca acesta să se înmulțească în celule și să dezvolte infecție. HDV folosește proteinele învelișului virusului hepatitei B ( HBsAg ) pentru a-și împacheta genomul [4] [5] .

Virusul hepatitei delta a fost descris inițial la pacienții cu o infecție cu hepatită B mai severă. Infecția cu hepatita D poate apărea fie cu infecția cu hepatita B ( coinfecție ) fie suprapusă cu hepatita B cronică ( suprainfectie ). În ambele cazuri, pacienții prezintă simptome mai severe în comparație cu hepatita B. Printre acestea, probabilitatea dezvoltării insuficienței hepatice în stadiu terminal ca urmare a infecției acute, dezvoltarea rapidă a cirozei hepatice și în cazul infecțiilor cronice. , o probabilitate crescută de carcinom hepatocelular [6] .

Virusul hepatitei delta este unic în rândul agenților patogeni umani și animale prin faptul că împărtășește o serie de proprietăți atât cu viroizii vegetali [7] , cât și cu ARN-urile satelit asemănătoare viroizilor vegetali. Acest agent patogen transmis prin sânge se reproduce în ficat și poate provoca hepatită acută atât la primate , cât și la mamiferele non-primate (deși doar oamenii sunt gazda naturală a virusului). La nivel mondial, peste 15 milioane de oameni sunt infectați cu virusul hepatitei delta, ceea ce îl face o problemă importantă de sănătate publică [5] .

Istoria studiului

Hepatita Delta a fost raportată pentru prima dată la mijlocul anului 1977. A fost descoperit de Mario Rizzetto și colegii care au studiat un grup de pacienți infectați cu virusul hepatitei B și care sufereau de o formă deosebit de acută de hepatită. A fost descris ca un nou antigen de bază [8] al virusului hepatitei B și a fost numit antigenul delta (δ, HDAg) [9] . Experimentele ulterioare pe cimpanzei au arătat că antigenul delta a fost de fapt un bloc de construcție al unui agent patogen care necesita replicarea virusului hepatitei B. Până în anii 1980, virusul hepatitei delta nu era considerat un agent infecțios. Cu toate acestea, la scurt timp după ce virusul hepatitei delta a fost recunoscut ca agent patogen, au fost dezvoltate teste eficiente pentru acesta. În plus, a fost deschisă colecția de informații epidemiologice despre hepatita D (a început în sudul Italiei ) [10] . Genomul virusului hepatitei delta a fost clonat și secvențiat în 1986 [11] [12] . În 1993, virusul a fost înregistrat de Comitetul Internațional pentru Taxonomia Virușilor și plasat în genul monotipic Deltavirus [13] .

Evoluție și origini

Gazda naturală a HDV este doar oamenii. Datele din studiile filogenetice indică o origine africană a virusului hepatitei delta [14] . HDV se caracterizează printr-un grad ridicat de eterogenitate genetică. Se crede că 3 mecanisme principale asigură evoluția HDV: mutații , editare și recombinare . Rata de mutație este, conform diferitelor estimări, de la 3⋅10 -2 la 3⋅10 -3 substituții per genom pe an. Depinde de faza de infecție (cel mai mare în faza acută), regiunea genomului (mai mare în regiunile neconservate și scăzută în regiunile conservatoare, de exemplu, în regiunea ribozimei ) și crește odată cu presiunea terapeutică. Rata de mutație a HDV este mai mare decât majoritatea virusurilor ARN . Datorită acestei rate de mutație, se presupune că HDV circulă într-o singură gazdă infectată ca un număr de cvasi-specii [15] . S-a constatat că până la 70% din înlocuiri se pot datora editării. Recombinarea în HDV a fost descrisă pentru prima dată în 1999; apoi s-a ajuns la concluzia ca apare in cazul infectiei cu virusuri de diferite genotipuri. Recombinarea are loc pe calea recombinării omoloage [16] . Se presupune că ARN polimeraza celulei gazdă participă la recombinare în HDV [9] .

Inițial, au fost descrise 3 genotipuri ale acestui virus (I-III). Genotipul I a fost izolat în Europa , America de Nord , Africa și părți ale Asiei . Genotipul II se găsește în Japonia , Taiwan și, de asemenea, în Yakutia . Genotipul III este cunoscut exclusiv în America de Sud ( Peru , Columbia și Venezuela ). Acum se știe că există cel puțin 8 genotipuri de virus al hepatitei delta (HDV-1 până la HDV-8). Toate acestea, cu excepția HDV-1, sunt limitate la regiuni geografice strict definite. HDV-2 (cunoscut anterior ca HDV-IIa) a fost găsit în Japonia, Taiwan și Yakutia; HDV-4 (HDV-IIb) în Japonia și Taiwan; HDV-3 - în regiunea Amazonului; HDV-5, HDV-6, HDV-7 și HDV-8 în Africa [17] .

În prezent, există două teorii principale cu privire la originea virusului hepatitei delta. Potrivit acestora, HDV provine din viroizi de plante și/sau ca urmare îmbinării pre-ARNm a celulei gazdă . ARN-ul HDV are caracteristici structurale și de replicare în comun cu fiecare dintre cele două familii de viroizi cunoscute în prezent ( Pospiviroidae și Avsunviroidae ). Cu Pospiviroidae , acest virus este unit printr-o structură de ARN în formă de tijă și replicare în nucleu , iar cu Avsunviroidae  prin prezența unei ribozime și replicarea simetrică a inelului rulant . Mai mult decât atât, HDV și ARN viroid al plantelor interacționează cu proteinele celulare omoloage , iar datele experimentale din 2012 (deși nu sunt pe deplin confirmate) arată că HDV se poate replica și prolifera după ce a fost introdus în frunzele răsadurilor de roșii , ceea ce este o altă confirmare a proximității HDV. si viroizi. Cu toate acestea, această ipoteză nu răspunde la întrebarea despre originea antigenului delta și relația HDV cu HBV [9] .

O a doua teorie, care o poate completa pe prima, este că HDV ar fi putut apărea din transcriptomul celulei gazdă . Acest punct de vedere este susținut de studii care arată că celulele umane conțin o ribozimă (în intronul genei CPEB3 ) care este similară ca structură secundară și proprietăți biochimice cu ribozima HDV . Cu toate acestea, ribozimele cu un element structural pseudonod au fost găsite mai târziu în toate regnurile organismelor vii , cu excepția arheilor și, de asemenea, în virusurile insectelor . Antigenul delta este de asemenea de așteptat să provină din celula gazdă. Inițial, proteina DIPA ( delta interacting protein A ) a fost considerată un posibil strămoș al antigenului delta .  Deși s-a constatat ulterior că aceste proteine ​​nu sunt omoloage, DIPA poate interacționa cu HDAg [9] .

Un model integrat sugerează că HDV ar fi putut apărea în urma recombinării dintre un element de tip viroid și pre-ARNm/ARNm celular [9] .

Structură și genom

Virusul hepatitei delta este o particulă cu diametrul de 35-37 nm acoperită cu antigeni de suprafață ai virusului hepatitei B (HBsAg), având o densitate de 1,25 g/cm³ în gradient de clorură de cesiu și caracterizată printr -o valoare a coeficientului de sedimentare , medie între gol. particule de virusul hepatitei B (HBV), constând numai din HBsAg și virionul HBV . Virionul HDV constă din trei componente cheie: un ARN genomic asociat cu molecule de antigen delta (nucleocapsid) și o capsidă exterioară constând din antigeni de suprafață ale hepatitei B [9] . Plicul HDV conține lipide și este format din trei tipuri de glicoproteine ​​VHB : mici sau S-HBsAg, mediu sau M-HBsAg și mari sau L-HBsAg (aproximativ 100 de copii). În ambii virusuri, aceste proteine ​​servesc la intrarea și la ieșirea din hepatocite [9] . Pe lângă particulele virale cu drepturi depline, celulele infectate cu HDV formează particule subvirale goale (SVP) în mare exces, care sunt reprezentate de sfere cu diametrul de 25 nm și filamente cu diametrul de 22 nm [18] .

Rolul proteinelor anvelopei HBV

Toate cele trei forme de HBsAg au un capăt C-terminal comun . Aproximativ 50% din HBsAg din fiecare specie suferă N-glicozilare specifică locului [18] . În plus față de domeniul S , M-HBsAg conține domeniul N-terminal hidrofil PreS2, iar L-HBsAg, în plus față de PreS2, are și domeniul PreS1. L-HBsAg este necesar, deși nu suficient, pentru asamblarea particulelor și infecțiozitatea HBV iar S-HBsAg este necesar pentru eliberarea particulelor din celulă. Antigenul M nu este necesar nici pentru asamblare, nici pentru infectare [19] . Spre deosebire de HBV, asamblarea HDV necesită doar S-HBsAg, cu toate acestea, fără L-HBsAg, particulele sunt lipsite de infecțiozitate. Aceste diferențe în proteinele esențiale sunt explicate prin diferite domenii de legare la nucleocapsidul HBV și ribonucleoproteina HDV pe buclele citosolice ale proteinelor învelișului. Conform datelor recente, asamblarea (și infecțiozitatea) genotipului HDV HDV-1 nu se limitează la un singur genotip HBV. De asemenea, poate apărea în prezența proteinelor de înveliș ale hepadnavirusurilor de marmotă , lilieci și maimuțe lânoase [9] .

ARN virali

Virionul HDV conține un genom circular reprezentat de ARN cu polaritate negativă , iar structura secundară a acestui ARN conține regiuni dublu catenare [18] . Atunci când un virus se propagă într-o celulă infectată, pot fi detectate alte două ARN virale majore: o moleculă complementară celei genomice (ARN antigenomic sau antigenom) și ARNm HDV . Dimensiunea genomului HDV este de numai 1672-1697 nucleotide , ceea ce îl face cel mai mic dintre toate virusurile cunoscute de mamifere și îl apropie de viroizii plantelor. Are o compoziție mare de GC (60%), iar procentul de împerechere a bazelor intramoleculare ajunge la 74%, ceea ce îi permite să se plieze într-o structură în formă de tijă. Astfel de structuri în condiții in vitro sunt rezistente la tăierea de către enzima Dicer [7] . O celulă infectată poate conține aproximativ 300.000 de molecule de genom HDV, care sunt distribuite între nucleu și citoplasmă , indicând o rată mare de replicare. ARN-ul antigenomic HDV este un intermediar în ciclul de replicare, este complementar cu ARN-ul genomic (și, prin urmare, are o polaritate pozitivă) și conține secvența de codificare HDAg. Cantitatea sa este de 5-22 de ori mai mică decât cea a ARN-ului genomic, apare exclusiv în nucleu și, prin urmare, nu este împachetat în virioni. Proteinele HDV sunt traduse cu un ARNm specific lung de 800 de nucleotide, care este transcris de ARN polimeraza II dependentă de ADN a celulei gazdă și suferă aceleași pași de maturare (inclusiv acoperirea și poliadenilarea ) ca și ARNm-urile celulare [9] .

Ribozima

Secvențe mici auto-tăiate de aproximativ 85 de nucleotide lungime au fost găsite în ARN-ul genomic și antigenomic HDV. Aceste ribozime , care prezintă o conservare mare a secvenței printre genotipurile HDV, sunt responsabile pentru tăierea moleculelor de ARN multimerice produse prin replicare. Ribozima HDV are caracteristici structurale și funcționale unice care o deosebesc de ribozimele viroide. Au fost obținute mai multe structuri cristaline ale acestor ribozime și datorită acestora a fost posibil să se descrie mecanismul de tăiere bazat pe pseudonoduri. În condiții in vitro , în prezența ionilor metalici divalenți , ribozima HDV este tăiată la un loc specific ca urmare a reacției de transesterificare cu formarea de 5’-OH și monofosfat 2’-, 3’-ciclic [18] . După cum s-a menționat mai sus, genomii celulei gazdă conțin ribozime care seamănă foarte mult cu ribozima HDV [9] .

Antigen Delta

O parte din ARN-ul antigenomic al virusului hepatitei delta este editată în timpul replicării - un reziduu specific de adenozină (la poziția 1014) este dezaminat în inozină . Acest proces este realizat de enzima celulară adenozin deaminaza (ADAR1), care acționează asupra ARN-ului. În timpul replicării ulterioare, reziduul modificat formează o pereche Watson-Crick cu citozină și nu cu uridină , datorită căreia adenozina originală din poziția 1014 este înlocuită cu guanozină . Specificitatea editării este determinată cel mai probabil de structurile primare și secundare ale ARN-ului virusului hepatitei delta [20] .

ADAR1 are două izoforme  , mici (ADAR1-S) și mari (ADAR1-L), care au același capăt C-terminal. ADAR1-S este mai larg reprezentat, este constant exprimat și localizat în nucleu, în timp ce ADAR1-L se găsește în principal în citoplasmă, iar expresia sa este stimulată de interferon . ADAR1-L s-a dovedit a fi foarte eficient în editarea transcrierilor în citoplasmă, cu toate acestea, editarea ARN-ului HDV s-a dovedit mai târziu că are loc în nucleu, nu în citoplasmă și este mediată de ADAR1-S, care este localizat acolo. Cu toate acestea, studiile din 2004 și 2006 au arătat că editarea îmbunătățită a ARN-ului HDV după tratamentul cu interferon se poate datora mai degrabă ADAR1-L decât ADAR1-S [9] .

Ca rezultat al editării , codonul stop UAG , care completează în mod normal cadrul deschis de citire, oprind sinteza proteinelor la cel de-al 195-lea reziduu de aminoacizi, este înlocuit cu codonul UGG, care codifică triptofan . ARN-urile antigenomice editate în cursul replicării dau naștere la ARN-uri genomice; acești ARN genomici sunt transcriși de ARN polimeraza II în ARNm modificați. Până la 30% ARNm din virusul hepatitei delta poartă un codon stop modificat. Din aceste ARNm, este sintetizată o peptidă mai lungă de 214 resturi de aminoacizi. Astfel, virusul hepatitei delta are două forme de antigen: unul mic, lung de 195 de resturi de aminoacizi și cântărind 24 kDa , și unul mare, format din 214 aminoacizi și având o masă de 27 kDa . N-terminalii celor două forme sunt aceleași, diferențele sunt în 19 resturi de aminoacizi la capătul C-terminal [21] [20] . Ambele forme au un motiv bispiral la capătul N-terminal , care este necesar pentru dimerizare . Dimerii antigenului delta au un motiv bogat în arginină care îi permite să se lege de ARN viral. Cu toate acestea, există patru reziduuri unice de cisteină la capătul C-terminal extins al L-HDAg , care sunt ținte pentru farnesilare . După această modificare post-translațională , L-HDAg poate interacționa cu proteinele de suprafață ale VHB și, prin urmare, poate promova asamblarea de noi particule virale [22] .

Ambele forme mici și mari ale antigenului delta conțin un semnal de localizare nucleară și situsuri de legare a ARN. Unele interacțiuni antigen delta sunt mediate de un motiv de helix spiralat la capătul N-terminal [23] . În ciuda similitudinii de 90% dintre secvențele de aminoacizi, aceste două forme joacă roluri diferite în dezvoltarea unei infecții virale. Antigenul delta mic este necesar pentru replicarea ARN viral și funcționează în stadiile incipiente ale infecției, în timp ce antigenul delta mare este necesar pentru ambalarea genomului viral și funcționează, de asemenea, ca un inhibitor al replicării ARN viral. Deoarece cele două forme ale antigenului delta sunt exprimate în diferite etape ale infecției virale, editarea ARN-ului trebuie să fie strict reglementată. Mecanismele acestei reglementări sunt în prezent slab înțelese [20] .

Ribonucleoproteină

ARN-ul genomic HDV se leagă de HDAg și formează o ribonucleoproteină care este prezentă atât în ​​particulele virale, cât și în celulele infectate. Această ribonucleoproteină este necesară nu numai pentru asamblarea virionului, ci și pentru mișcarea ARN-ului HDV între nucleu și citoplasmă. Structura și stoichiometria acestei ribonucleoproteine ​​este o chestiune de controversă. Studiile de pionier au arătat că la virion, molecula genomică este asociată cu 70 de molecule HDAg, în timp ce în nucleul celulelor infectate, atât ARN-ul genomic, cât și cel antigenomic formează ribonucleoproteine ​​cu 30 de molecule HDAg. Studii ulterioare au arătat că atât în ​​virioni, cât și în celulele infectate, există 200 de molecule HDAg per moleculă de genom. Cu toate acestea, aceste valori au fost puse sub semnul întrebării de studii recente, în care s-a constatat că moleculele de antigen delta se oligomerizează la legarea de ARN; acest lucru este deosebit de important de luat în considerare atunci când numărul de molecule de antigen per ARN este mic. În plus, specificitatea legării HDAg la genom pare să fie determinată de structura sa secundară mai degrabă decât de structura sa primară [9] .

Ciclul de viață

Penetrare celulară

Hematotropismul HDV și capacitatea sa de a se replica în hepatocite sunt asociate cu coinfecția cu acesta din urmă HBV. În timp ce asamblarea virionilor HDV necesită exprimarea glicoproteinelor de suprafață HBV în aceeași celulă, alte aspecte ale replicării ambelor viruși sunt complet independente unele de altele. Spre deosebire de HBV, care necesită factori de transcripție specifici ficatului , replicarea HDV poate avea loc într-o mare varietate de tipuri de celule de mamifere dacă genomul virusului este livrat anterior acestor celule. Deoarece structura învelișului HBV și HDV este foarte asemănătoare, se poate presupune că mecanismele de atașare și penetrare în celula țintă vor fi comune pentru acești virusuri. Într-adevăr, majoritatea informațiilor disponibile în prezent cu privire la mecanismele de intrare a VHB în celulă provin din modele de infecție cu HDV [9] .

Ambele virusuri necesită L-HBsAg pentru infectare. Mutațiile specifice la 75 de reziduuri de aminoacizi N-terminale ale domeniului Pre-S1 sau inhibarea miristoilării pot face virusul infectat. Domeniul buclei antigenice al S-HBsAg și modelul său de glicozilare contribuie, de asemenea, la infectivitate , deoarece mutațiile din acest domeniu pot suprima dezvoltarea infecției independent de domeniul PreS1 [9] .

Pentru a intra într-o celulă, HBV și HDV trebuie mai întâi să se atașeze de suprafața acesteia; aceasta se datorează proteoglicanilor celulari heparan sulfati . Atașarea particulelor HDV la celulă a crescut de peste 15 ori după tratamentul cu polietilen glicol 4-5% . Sufații specifici de heparan implicați în atașarea HDV și HBV nu au fost încă identificați, deși în 2015 s-a dovedit a fi cel mai important pentru acest proces glipican-5 . Stadiul de atașare la celulă este necesar, dar nu suficient pentru dezvoltarea infecției; intrarea in celula a virusurilor asociate cu heparan sulfati poate fi inca suprimata. Mai mult, după atașarea la celulă, pătrunderea în continuare a virusului în celulă este mult mai lentă. De exemplu, după o interacțiune de 3 ore a hepatocitelor umane primare cu HDV, mai mult de jumătate din particulele virale au rămas pe suprafața celulei și, prin urmare, au fost sensibile la acțiunea inhibitorilor care blochează intrarea în celulă (de exemplu, o peptidă corespunzătoare la o parte a domeniului PreS1 la capătul N-terminal al L-HBsAg) [24] . S-a demonstrat că atașarea HDV și HBV la celulă a fost blocată de suramină , astfel încât receptorii purinergici [9] pot fi implicați în procesul de atașare .

În 2012, s-a stabilit că receptorul funcțional pentru HBV și HDV este peptida contransportului tauroclorat de sodiu (hNTCP, codificat de gena SLC10A1 ). NTCP este situat în membrana bazolaterală a hepatocitelor și este implicată în mișcarea intrahepatică a sărurilor biliare . Infecția virală pare să fie menținută de aminoacizii implicați în legarea acidului biliar (mai degrabă decât cei implicați în legarea sodiului). Interacțiunea dintre NTCP și HBV/HDV pare să fie mediată de resturile de aminoacizi N-terminale 75 din domeniul PreS1 al proteinelor de suprafață virale și de situsul de legare pe NTCP situat pe helixul 5 de pe stratul exterior al membranei celulare . Deoarece HDV se poate replica în multe tipuri de celule (nu doar hepatocite umane), dacă genomul său este introdus corect în celulă, șoarecii transgenici hNTCP s-au dovedit recent a fi capabili să infecteze HDV [9] .

Transport nuclear

VHB intră în celulă prin endocitoză dependentă de clatrină și trece prin endozomi timpurii și tardivi fără a fi afectat de acidificare și activitate de protează . Nu există dovezi pentru acest lucru pentru HDV, deși s-a demonstrat că L-HDAg poate acționa ca o proteină atunci când interacționează cu clatrina. Etapele transportului nuclear al ribonucleoproteinei HDV după intrarea în celulă și dezvelirea genomului nu sunt pe deplin înțelese. Mișcarea ribonucleoproteinei HDV între citoplasmă și nucleu poate avea loc cu participarea HDAg și interacțiunea acestuia cu importine [9] . Nuclecapsidul este transferat în nucleu datorită semnalului de localizare nucleară prezent în antigenul delta [25] .

Replicarea și sinteza proteinelor

În timpul replicării, ARN-ul antigenomic rezidă exclusiv în nucleu și este sintetizat în nucleol , în timp ce moleculele de ARN genomic sintetizate în nucleoplasmă pot intra într-un alt ciclu de replicare în nucleu sau pot fi exportate în citoplasmă pentru a asambla noi particule virale [9] [26] .

HDV se dublează prin replicarea ARN dependentă de ARN într-un mecanism dublu inel de rulare care implică ARN polimeraze dependente de ADN celular care par să își modifice specificitatea (de la ADN la ARN). Mecanismul de replicare a inelului de rulare dublu este similar cu replicarea inelului de rulare simetric la viroizi, dar include stadiul sintezei ARNm. Se bazează pe două șabloane circulare de ARN de polaritate diferită (genom și antigen) și include formarea de transcrieri liniare multimerice ca intermediari [9] .

Sunt necesare trei activități enzimatice pentru replicarea ARN-ului HDV:

Spre deosebire de unii virusuri ARN cu genomi mai mari, HDV nu are propria sa ARN polimerază dependentă de ARN. În plus, spre deosebire de alți virusuri satelit, HDV nu utilizează polimeraza unui virus auxiliar (adică un virus care poate forma virioni HDV doar în prezența acestuia) și, prin urmare, se bazează în întregime pe enzimele celulei gazdă . Există unele dovezi că ARN polimeraza II este implicată în replicarea HDV . În primul rând, ARNm-urile HDV au un capac la capătul 5’ și o coadă poli(A) la capătul 3’, ca și ARNm-urile celulare; în al doilea rând, transcripția ARN HDV este suprimată de doze mici de α-amanitin  , un inhibitor al ARN polimerazei II; în cele din urmă, ARN polimeraza II se poate lega atât de ARN-ul HDV genomic cât și antigenomic. Există dovezi că sinteza ARN antigenomic demonstrează o anumită rezistență la α-amanitin, prin urmare, este posibil ca ARN polimeraza I să participe și la transcripție . S-a demonstrat că atât ARN polimeraza I, cât și ARN polimeraza III pot interacționa cu ARN-ul HDV, iar sinteza genomului și a antigenomului poate avea loc în diferite zone ale nucleului [27] [9] .

Una dintre diferențele dintre transcripția și replicarea ARN-ului genomic al acestui virus constă în enzimele utilizate. Mai mult decât atât, s-a demonstrat că transcripția și replicarea încep la diferite locații și, prin urmare, utilizează diferite ARN polimeraze. În plus, mecanismul responsabil pentru replicarea genomului nu recunoaște semnalul de clivaj/poliadenilare care este necesar pentru maturarea capătului 3’ al ARNm. Se știe că ARN polimeraza I, care transcrie genele ARNr în celulă , nu interacționează cu factorii celulari implicați în tăierea și poliadenilarea transcriptelor ARN polimerazei II. Acest lucru poate explica faptul că ARN-urile antigenomice multimerice rezultate din replicarea inelului rulant folosind ARN genomic ca șablon nu se scindează la semnalul de poliadenilare [27] .

Conform unei interpretări alternative a datelor experimentale, ARN polimeraza II este utilizată atât pentru replicare, cât și pentru transcripție. Acest model sugerează că semnalul de poliadenilare nu este recunoscut de factorii de tăiere celulari în toate cazurile, ceea ce face posibilă sintetizarea atât a șabloanelor antigenom multimerice, cât și a ARNm de 800 de nucleotide folosind aceeași ARN polimerază celulară. Cu toate acestea, acest model nu explică insensibilitatea sintezei șabloanelor antigenomice la α-amanitin [20] .

Deși rolul specific al polimerazelor individuale în replicarea HDV rămâne de stabilit, este clar că HDV este capabil să pună ARN polimeraza dependentă de ADN să lucreze cu ARN. Mecanismele acestei comutări sunt în mare parte neclare. Probabil, S-HDAg este implicat în schimbarea specificității ARN polimerazei II. Se poate lega de ARN polimeraza II și poate îmbunătăți transcripția fie prin stimularea directă a elongării, fie prin neutralizarea efectelor inhibitoare. Mai mult, interacționează biochimic cu 9 din cele 12 subunități ale ARN polimerazei II. Poate că această interacțiune nu se limitează numai la ARN polimerazei II, deoarece S-HDAg interacționează și/sau se colocalizează cu proteinele nucleolare (inclusiv nucleofosmină și nucleolina ) , ceea ce poate servi ca confirmare suplimentară a implicării ARN polimerazei I în replicarea HDV [9] . De asemenea, este posibil ca enzima dependentă de ADN să funcționeze cu ARN-ul genomic datorită structurii sale parțial dublu-catenar, asemănătoare tijei [27] .

ARNm HDV are un singur cadru de citire deschis care codifică antigenul delta [5] . Prezența situsurilor de inițiere a transcripției sau a promotorilor pe ARN-ul HDV este o chestiune de controversă. S-a demonstrat că regiunea 5’-terminală a ARNm HDAg coincide cu unul dintre capetele ARN-ului genomic în formă de baston, are o structură secundară complexă și poate juca un rol important în replicarea HDV [9] .

Moleculele genomice și antigenom sunt formate prin tăierea precursorilor poli- sau oligomerici liniari. Această tăiere este efectuată de o ribozimă, care este prezentă atât în ​​genom, cât și în antigenom. Pentru închiderea monomerilor într-un inel (genom sau antigen), este necesară activitatea ligazei. În timp ce unele studii au demonstrat implicarea celulei gazdă în această ligază, deoarece ligarea ARN-ului HDV are loc numai în celulele de mamifere, o altă lucrare a arătat capacitatea secvențelor de ribozimă HDV de a se autoliga [9] .

Asamblarea virionilor

Pentru formarea unui virion HDV, ribonucleoproteina HDV trebuie acoperită cu cel puțin S- și L-HBsAg, astfel încât asamblarea particulelor HDV este posibilă numai în celulele coinfectate cu HBV. Există multe întrebări fără răspuns cu privire la asamblarea particulelor HDV și eliberarea lor din celulă. Spre deosebire de HBV, care necesită domeniul citoplasmatic HBsAg, inclusiv joncțiunea dintre PreS1 și PreS2, pentru a elibera particule, HDV nu. Pe baza acestui fapt, s-a sugerat că HDV utilizează de preferință calea de eliberare a aparatului Golgi pentru particulele subvirale, mai degrabă decât corpul multivezicular precum HBV. Este posibil ca clatrina să fie implicată în exportul de virioni HDV. Pentru formarea unei învelișuri în jurul ribonucleoproteinei HDV, este necesară farnesilarea regiunii C-terminale a L-HDAg, deoarece controlează interacțiunea cu regiunea S a HBsAg. Farnesilarea implică atașarea unui lanț de 15 atomi de carbon la motivul C 211 XXQ-box prezent la capătul C-terminal al L-HDAg și conservat printre toate genotipurile HDV [ 9] .

Interacțiunea cu proteinele celulare

ARN-ul HDV interacționează cu diverși factori proteici ai celulei gazdă pentru a-și maximiza infecțiozitatea. Interacțiunea poate fi directă sau indirectă prin interacțiunea HDAg-urilor cu acestea. HDAg poate suferi diferite modificări post-translaționale , inclusiv fosforilare , acetilare , metilare , sumoilare și farnesilare, ceea ce îi permite să interacționeze cu diferite proteine ​​​​celulare și să regleze infecțiozitatea virusului. Un exemplu interesant este interacțiunea HDAg cu factorul de transcripție YY1 , care induce asamblarea complexului CBP / p300 (două proteine ​​care conțin bromodomenii ) și, prin urmare, îmbunătățește replicarea HDV [28] .

Diferite etape ale ciclului de viață HDV pot fi, de asemenea, influențate de interacțiunea directă a ARN-ului cu proteinele. Gliceraldehida-3-fosfat dehidrogenaza (GADPH) este o enzimă care este în mod normal implicată în metabolismul glucozei . Cu toate acestea, interacțiunea sa cu ARN-ul genomic sau antigenomic HDV face ca această proteină să se deplaseze în nucleu și să mărească activitatea ribozimei virusului. În infecția cu HDV, GADPH pare să acționeze ca o însoțitoare moleculară , derulând ARN-ul viral într-o conformație care conține un pseudonod dublu și, prin urmare, sporind auto-tăierea [28] .

Un alt exemplu de interacțiune directă a ARN-ului HDV cu proteinele celulare este interacțiunea tuturor celor trei ARN-uri HDV cu PKR  , o kinază care activează diverși factori celulari, inclusiv eIF2a  , un factor important în complexul de pre-inițiere a translației. , care joacă un rol important în imunitatea înnăscută . Interacțiunea cu ARN-ul HDV activează PKR, deși această proteină interacționează de obicei cu ARN-uri dublu-catenar, dar nu monocatenar. Poate că regiunile dublu catenare conținute în ARN-ul HDV sunt suficiente pentru această interacțiune. Tabelul de mai jos enumeră alte proteine ​​celulare (altele decât ARN polimerazele menționate mai sus) cu care HDV interacționează [28] .

Proteină Funcția într-o celulă sănătoasă Funcție destinată pentru HDV
GADPH Metabolismul glucozei Îmbunătățește activitatea ribozimei HDV
PKR Difuzare Modificări post-traduce
PSF procesarea pre-ARNm Angajarea ARN HDV la ARN polimeraza II
p54 nrb procesarea pre-ARNm ?
hnRNPL procesarea pre-ARNm ?
ASF Splicing de pre-ARNm ?
eEF1A1 Difuzare ?
NUMA1 Stabilizare ax ?
ANKS6 ? ?
FBXL-17 Complexul de ubiquitină ?

Asociere cu boli

La oameni, HDV provoacă o boală hepatică severă numită hepatită D. Simptomele hepatitei D sunt aceleași cu cele ale hepatitei B, dar sunt mult mai severe. În plus, persoanele cu hepatită D au un risc mult mai mare de a dezvolta ciroză hepatică . Evoluția bolii poate depinde de genotipul virusului hepatitei delta: o infecție cauzată de un virus de genotip 1 se caracterizează printr-o evoluție mai severă decât cele cauzate de virusurile genotipurilor 2 și 4. În plus, proteinele din delta virusul hepatitei poate provoca modificări în proteomul celulelor hepatice care contribuie la transformarea lor malignă; astfel, hepatita D poate sta la baza carcinomului hepatocelular [9] [29] . În plus, tratamentul hepatitei D cu interferon duce adesea la tulburări tiroidiene [30] .

S-a demonstrat posibilitatea implicării virusului hepatitei delta în dezvoltarea bolilor hepatice autoimune , precum sindromul Sjögren [31] .

Modele experimentale

După descoperirea virusului hepatitei delta, au fost folosite atât modele in vitro , cât și modele in vivo pentru studiul său ulterioar [9] .

In vitro

După cum sa menționat mai sus, HDV, spre deosebire de HBV, se poate replica într-o mare varietate de tipuri de celule de mamifere dacă genomul viral este livrat acestora și nu numai în hepatocite. Cele mai multe studii de replicare virală au fost efectuate în modele in vitro de transfecție a liniilor celulare de carcinom hepatocelular (inclusiv Huh7 , HepG2 ). Cu toate acestea, proteinele HBV sunt necesare pentru asamblarea particulelor virale, astfel încât co-transfecția cu plasmidele care codifică proteinele de suprafață HBV este adesea efectuată [9] .

Până de curând, numai hepatocitele umane primare diferențiate (PHH), hepatocitele de cimpanzeu sau tupai și celulele HepaRG netransformate au fost capabile să infecteze HDV. Cu toate acestea, lucrul cu aceste celule a fost foarte dificil, în plus, au existat probleme cu reproductibilitatea experimentelor. Identificarea hNTCP ca receptor HDV a schimbat situația, deoarece a permis HDV să infecteze celule mai funcționale [9] .

In vivo

Deși gazda naturală a virusului hepatitei delta este oamenii, unele mamifere sunt, de asemenea, susceptibile la acest virus. HDV a fost studiat pe larg la cimpanzei folosind HBV ca virus ajutor, precum și la marmote ( marmot hepadnavirus a fost folosit ca virus ajutor ). În plus, tupaya malaiană sensibilă la VHB , maimuțele lânoase și, mai recent, liliecii au fost folosiți pentru a studia HDV. Până în prezent, a dezvoltat o varietate de modele de șoarece pentru studiul HDV [9] .

Utilizare

Ribozima delta virusului hepatitei este utilizată pentru a crea elemente de reglare artificiale care modulează expresia genelor. De exemplu, pentru a regla expresia genei MAP4K4 , a fost creat un construct din ribozima HDV reglată alosteric cu un aptamer de teofilină încorporat , care, împreună cu microARN primar , poate reduce la tăcere gena MAP4K4 din celulele hepatice la nivel de ARN. prin interferența ARN [32] .

Note

  1. ↑ Taxonomia Virușilor  pe site-ul web al Comitetului Internațional pentru Taxonomia Virușilor (ICTV) .
  2. ↑ Abdurakhmanov D. T. Hepatita cronică delta: caracteristici clinice și morfologice, curs și rezultate  // Ros. și. gastroenterol., hepatol., coloproctol. - 2004. - T. 14 , nr 4 . - S. 14-17 .
  3. ↑ Atlas de Microbiologie Medicală, Virologie și Imunologie / Ed. A. A. Vorobieva, A. S. Bykova. - M . : Agenţia de Informaţii Medicale, 2003. - S.  131 . — ISBN 5-89481-136-8 .
  4. ↑ Virologie umană și medicală, 2010 , p. 122.
  5. ↑ 1 2 3 Acheson, 2011 , p. 383.
  6. ↑ Fattovich G. , Giustina G. , Christensen E. , Pantalena M. , Zagni I. , Realdi G. , Schalm SW Influence of hepatitis delta virus infecti on morbidity and mortality in compensated cirosis type B. The European Concerted Action on Viral Hepatitis (Eurohep).  (engleză)  // Gut. - 2000. - Vol. 46, nr. 3 . - P. 420-426. — PMID 10673308 .
  7. ↑ 1 2 Flores R. , Owens RA , Taylor J. Patogenesis by subvirral agents: viroids and hepatitis delta virus.  (Engleză)  // Opinie actuală în virologie. - 2016. - Vol. 17. - P. 87-94. - doi : 10.1016/j.coviro.2016.01.022 . — PMID 26897654 .
  8. ↑ Rizzetto M. , Canese MG , Aricò S. , Crivelli O. , Trepo C. , Bonino F. , Verme G. Immunofluorescence detection of new antigen-anticorp system (delta/anti-delta) associated with hepatitis B virus in liver and în serul purtătorilor de AgHBs.  (engleză)  // Gut. - 1977. - Vol. 18, nr. 12 . - P. 997-1003. — PMID 75123 .
  9. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 Alfaiate D. , Virusul medical Hepatitis  Durante del Dény D. aspecte ale opțiunilor terapeutice actuale și investigaționale. (engleză)  // Cercetare antivirale. - 2015. - Vol. 122. - P. 112-129. - doi : 10.1016/j.antiviral.2015.08.009 . — PMID 26275800 .
  10. ↑ Virologie umană și medicală, 2010 , p. 124.
  11. ^ Wang KS , Choo QL , Weiner AJ , Ou JH , Najarian RC , Thayer RM , Mullenbach GT , Denniston KJ , Gerin JL , Houghton M. Structure, sequence and expression of the hepatitis delta (delta) viral genome.  (engleză)  // Natură. - 1986. - Vol. 323, nr. 6088 . - P. 508-514. - doi : 10.1038/323508a0 . — PMID 3762705 .
  12. ↑ Fauquet CM, Mayo MA, Maniloff J., Desselberger U., Ball LA Deltavirus  (nedefinit)  // Eight Report of the International Committee on Taxonomy of Viruses. Londra. - 2005. - S. 735-738 .
  13. ↑ Taxoni noi ratificați în 1993  : [ ing. ] // Arch Virol. — Cod: [1993.02V]. - 1993. - Vol. 133. - P. 491-495.
  14. ↑ Radjef N. , Gordien E. , Ivaniushina V. , Gault E. , Anaïs P. , Drugan T. , Trinchet JC , Roulot D. , Tamby M. , Milinkovitch MC , Dény P. Analizele filogenetice moleculare indică o amplă și veche radiația virusului african al hepatitei delta, sugerând un gen deltavirus de cel puțin șapte clade majore.  (engleză)  // Jurnal de virologie. - 2004. - Vol. 78, nr. 5 . - P. 2537-2544. — PMID 14963156 .
  15. ↑ Câmpuri, 2013 , p. 2227.
  16. ↑ Lin CC , Lee CC , Lin SH , Huang PJ , Li HP , Chang YS , Tang P. , Chao M. ARN recombination in Hepatitis delta virus: Identification of a novel naturally occurring recombinant.  (engleză)  // Jurnal de microbiologie, imunologie și infecție = Weimian yu gan ran za zhi. - 2015. - doi : 10.1016/j.jmii.2015.10.013 . — PMID 26757847 .
  17. ↑ Le Gal F. , Gault E. , Ripault MP , Serpaggi J. , Trinchet JC , Gordien E. , Dény P. Eighth major clade for hepatitis delta virus.  (Engleză)  // Boli infecțioase emergente. - 2006. - Vol. 12, nr. 9 . - P. 1447-1450. - doi : 10.3201/eid1209.060112 . — PMID 17073101 .
  18. ↑ 1 2 3 4 Câmpuri, 2013 , p. 2223.
  19. ↑ Câmpuri, 2013 , p. 2226.
  20. ↑ 1 2 3 4 Acheson, 2011 , p. 384.
  21. ↑ Weiner AJ , Choo QL , Wang KS , Govindarajan S. , Redeker AG , Gerin JL , Houghton M. Un singur cadru de citire deschis antigenomic al virusului hepatitei delta codifică epitopul(ii) ambelor polipeptide antigenului hepatitei delta p24 delta și p27 delta.  (engleză)  // Jurnal de virologie. - 1988. - Vol. 62, nr. 2 . - P. 594-599. — PMID 2447291 .
  22. ↑ Câmpuri, 2013 , p. 2225.
  23. ↑ Zuccola HJ , Rozzelle JE , Lemon SM , Erickson BW , Hogle JM Baza structurală a oligomerizării antigenului delta hepatitei.  (engleză)  // Structure (Londra, Anglia: 1993). - 1998. - Vol. 6, nr. 7 . - P. 821-830. — PMID 9687364 .
  24. ↑ Câmpuri, 2013 , p. 2224.
  25. ↑ Xia YP , Yeh CT , Ou JH , Lai MM Caracterizarea semnalului de țintire nucleară al antigenului delta hepatitei: transportul nuclear ca complex proteic.  (engleză)  // Jurnal de virologie. - 1992. - Vol. 66, nr. 2 . - P. 914-921. — PMID 1731113 .
  26. ↑ Li YJ , Macnaughton T. , Gao L. , Lai MM ARN-template replication of hepatitis delta virus: genomic and antigenomic ARNs associate with different nuclear bodys.  (engleză)  // Jurnal de virologie. - 2006. - Vol. 80, nr. 13 . - P. 6478-6486. - doi : 10.1128/JVI.02650-05 . — PMID 16775335 .
  27. ↑ 1 2 3 Acheson, 2011 , p. 383-384.
  28. ↑ 1 2 3 Katsarou K. , Rao AL , Tsagris M. , Kalantidis K. Infectious long non-coding ARNs.  (engleză)  // Biochimie. - 2015. - doi : 10.1016/j.biochi.2015.05.005 . — PMID 25986218 .
  29. ↑ Shirvani-Dastgerdi E. , Schwartz RE , Ploss A. Hepatocarcinogeneza asociată cu virusurile hepatitei B, delta și C.  (Engleză)  // Opinie actuală în virologie. - 2016. - Vol. 20. - P. 1-10. - doi : 10.1016/j.coviro.2016.07.009 . — PMID 27504999 .
  30. ↑ Suvak B. , Dulger AC , Aykaç MC , Gonullu H. , Gonullu E. Delta hepatitis-related thyroid disease: a unique phenomenon.  (engleză)  // Przeglad gastroenterologiczny. - 2015. - Vol. 10, nr. 3 . - P. 169-172. - doi : 10.5114/pg.2015.49687 . — PMID 26516384 .
  31. ^ Weller ML , Gardener MR , Bogus ZC , Smith MA , Astorri E. , Michael DG , Michael DA , Zheng C. , Burbelo PD , Lai Z. , Wilson PA , Swaim W. , Handelman B. , Afione SA , Bombardieri M. . , Chiorini JA Hepatitis Delta Virus detectat în glandele salivare ale pacienților cu sindrom Sjögren și recapitulează un fenotip asemănător sindromului Sjögren in vivo .  (Engleză)  // Patogeni și imunitate. - 2016. - Vol. 1, nr. 1 . - P. 12-40. — PMID 27294212 .
  32. ↑ Cheng H. , Zhang Y. , Wang H. , Sun N. , Liu M. , Chen H. , Pei R. Reglarea expresiei genei MAP4K4 prin interferența ARN printr-un comutator ribozimă al virusului hepatitei delta dependent de teofilină.  (engleză)  // Molecular bioSystems. - 2016. - Vol. 12, nr. 11 . - P. 3370-3376. doi : 10.1039 / c6mb00540c . — PMID 27754501 .

Literatură