Lentivirus

El lentivirus es un género de retrovirus que causa enfermedades crónicas y mortales caracterizadas por largos períodos de incubación en humanos y otras especies de mamíferos. ^{[ 1 ]} Este género incluye el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), causante del SIDA . Los lentivirus se distribuyen por todo el mundo y se sabe que se hospedan en simios, vacas , cabras, caballos, gatos y ovejas, así como en otros mamíferos. ^{[ 1 ]}

Los lentivirus pueden integrar una cantidad significativa de ADN complementario viral en el ADN de la célula huésped y pueden infectar eficazmente células que no se dividen, por lo que son uno de los métodos más eficaces de transferencia genética . ^{[ 2 ]} Pueden volverse endógenos , integrando su genoma en el genoma de la línea germinal del huésped , de modo que el virus es heredado por los descendientes del huésped. ^{[ 3 ]}

Se reconocen cinco serogrupos de lentivirus, que reflejan los huéspedes vertebrados con los que se asocian (primates, ovejas y cabras, caballos, gatos domésticos y ganado vacuno). ^{[ 4 ]} Los lentivirus de primates se distinguen por el uso de la proteína CD4 como receptor y la ausencia de dUTPasa . ^{[ 5 ]}

El género contiene las siguientes especies, listadas por su nombre científico y seguidas del virus representativo de cada especie: ^{[ 6 ]}

Los viriones son virus envueltos de 80 a 100  nm de diámetro. ^{[ 7 ]} Son esféricos o pleomórficos , con núcleos de cápside que maduran a una forma cilíndrica o cónica. ^{[ 7 ] [ 8 ]} Las proyecciones de la envoltura hacen que la superficie parezca rugosa, o bien pueden estar dispersas uniformemente pequeñas espículas (de unos 8  nm) sobre la superficie. ^{[ 7 ]}

Los lentivirus contienen 2 ARN monocatenarios de sentido positivo que están unidos por proteínas de la nucleocápside. ^{[ 9 ]} Al igual que todos los retrovirus, los lentivirus tienen genes gag , pol y env , que codifican proteínas virales en el orden: 5´- gag - pol - env ​​-3´. Sin embargo, a diferencia de otros retrovirus, los lentivirus tienen dos genes reguladores , tat y rev . También pueden tener genes accesorios adicionales dependiendo del virus (por ejemplo, para el VIH-1: vif , vpr , vpu , nef ) cuyos productos están involucrados en la regulación de la síntesis y el procesamiento del ARN viral y otras funciones replicativas. La repetición terminal larga (LTR) es de aproximadamente 600 nt de longitud, de los cuales la región U3 es de 450, la secuencia R de 100 y la región U5 de unos 70 nt de longitud.

Los retrovirus transportan proteínas dentro de sus cápsides , las cuales se unen al genoma de ARN. ^{[ 10 ]} Estas proteínas suelen estar involucradas en las primeras etapas de la replicación del genoma e incluyen la transcriptasa inversa y la integrasa . ^{[ 11 ]} La transcriptasa inversa utiliza el genoma de ARN viral como plantilla para la síntesis de una copia de ADN complementaria. La transcriptasa inversa posee actividad [RNasa H] para la destrucción de la plantilla de ARN. ^{[ 12 ]} La integrasa se une tanto al ADNc viral generado por la transcriptasa inversa como al ADN del huésped. ^{[ 13 ]} Tat actúa como un transactivador durante la transcripción para potenciar la iniciación y la elongación. El elemento de respuesta Rev actúa postranscripcionalmente, regulando el empalme del ARNm y su transporte al citoplasma. ^{[ 14 ]}

El proteoma lentiviral consta de cinco proteínas estructurales principales y tres o cuatro proteínas no estructurales. Los lentivirus de primates carecen de la dUTPasa, por lo que tienen tres proteínas no estructurales, mientras que todos los demás lentivirus la codifican. ^{[ 15 ] [ 16 ] [ 17 ]}

Proteínas estructurales ordenadas por tamaño:

1. Proteína de envoltura de superficie Gp120 SU, codificada por el gen viral env . 120000 Da ( daltons ).
2. Proteína transmembrana de la envoltura Gp41 TM, también codificada por el gen viral env . 41000 Da.
3. Proteína de la cápside P24 CA, codificada por el gen viral gag . 24000 Da.
4. Proteína de matriz P17 MA, también codificada por gag . 17000 Da.
5. Proteína de la cápside P7/P9 NC, también codificada por gag . 7000–11000 Da.

Las proteínas de la envoltura SU y TM están glicosiladas en al menos algunos lentivirus (VIH, SIV), si no en todos. La glicosilación parece desempeñar un papel estructural en el enmascaramiento y la variación de los sitios antigénicos necesarios para que el huésped genere una respuesta del sistema inmunitario. ^{[ 18 ]}

Enzimas:

1. La transcriptasa inversa (RT) está codificada por el gen pol . El tamaño de la proteína es de 66000 Da.
2. La integrasa IN también está codificada por el gen pol . El tamaño de la proteína es de 32000 Da.
3. La proteasa PR está codificada por el gen pro (que forma parte del gen pol en algunos virus).
4. La dUTPasa DU está codificada por el gen pro (que forma parte del gen pol en algunos virus), cuya función aún se desconoce. Su tamaño proteico es de 14000 Da.

Proteínas reguladoras de genes:

1. Tat : transactivador principal
2. Rev : importante para la síntesis de las principales proteínas virales.

Proteínas accesorias:

1. Nef : factor negativo
2. Vpr : proteína reguladora
3. Vif : inhibidor de APOBEC3
4. Vpu / Vpx : exclusivo de cada tipo de VIH
5. p6: parte de la broma

• Rango de huéspedes: los huéspedes del virus se encuentran en los órdenes Primates (humanos, simios y monos), Carnivora (gatos, perros y otros carnívoros), Perissodactyla y Artiodactyla (mamíferos ungulados de uno y dos dedos).
• Transmisión : transmitida por medios que no implican un vector .
• Distribución geográfica: mundial.
• Edad: El descubrimiento del lentivirus endogenizado RELIK en lagomorfos sitúa la edad mínima estimada de los lentivirus en al menos 5,7-7 millones de años, significativamente mayor que las estimaciones anteriores. ^{[ 19 ]}

• General
  • Densidad de flotación 1,16–1,18 g cm ⁻³ en sacarosa
  • Viriones sensibles al calor, a los detergentes y al formaldehído.
  • La infectividad no se ve afectada por la irradiación UV.

Clasificado como de morfología de clase C

• Ácido nucleico
  • Los viriones contienen un 2% de ácido nucleico.
  • El genoma consta de un dímero
  • Los viriones contienen una molécula de ARN monocatenario lineal de sentido positivo (cada uno) .
  • La longitud total del genoma de un monómero oscila entre 8k y 10k nt (dependiendo del virus).
  • La secuencia del genoma tiene secuencias repetidas terminales; repeticiones terminales largas (LTR) (de aproximadamente 600 nt).
  • El extremo 5' del genoma tiene una tapa.
  • Secuencia de capuchón de tipo 1 m7G5ppp5'GmpNp
  • El extremo 3' de cada monómero tiene un tracto de poli(A).
  • Dos copias empaquetadas por partícula (unidas mediante el apareamiento de bases de Watson-Crick para formar un dímero).
• Hay 11 proteínas
  • Los viriones contienen un 60% de proteína.
  • Hasta el momento se han encontrado cinco proteínas estructurales (principales) del virión.
• Lípidos : Los viriones contienen un 35% de lípidos .
• Carbohidratos : Otros compuestos detectados en las partículas: 3% de carbohidratos.

El lentivirus es principalmente una herramienta de investigación que se utiliza para introducir un producto génico en sistemas in vitro o modelos animales. Se están llevando a cabo esfuerzos de colaboración a gran escala para utilizar lentivirus con el fin de bloquear la expresión de un gen específico mediante la tecnología de interferencia de ARN en formatos de alto rendimiento. ^{[ 20 ]} Por otro lado, los lentivirus también se utilizan para sobreexpresar de forma estable ciertos genes, lo que permite a los investigadores examinar el efecto del aumento de la expresión génica en un sistema modelo.

Otra aplicación común es el uso de un lentivirus para introducir un nuevo gen en células humanas o animales. Por ejemplo, un modelo de hemofilia en ratones se corrige mediante la expresión del factor VIII plaquetario de tipo salvaje , el gen que está mutado en la hemofilia humana. ^{[ 21 ]} La infección lentiviral tiene ventajas sobre otros métodos de terapia génica, incluyendo una infección de alta eficiencia de células en división y no en división, expresión estable a largo plazo de un transgén y baja inmunogenicidad. Los lentivirus también se han utilizado con éxito para la transducción de ratones diabéticos con el gen que codifica el PDGF (factor de crecimiento derivado de plaquetas), ^{[ 22 ]} una terapia que se está considerando para su uso en humanos. Finalmente, los lentivirus también se han utilizado para provocar una respuesta inmune contra antígenos tumorales. ^{[ 23 ]} Estos tratamientos, como la mayoría de los experimentos actuales de terapia génica, son prometedores, pero aún no se han establecido como seguros y eficaces en estudios controlados en humanos. Los vectores gammaretrovirales y lentivirales se han utilizado hasta ahora en más de 300 ensayos clínicos, abordando opciones de tratamiento para diversas enfermedades. ^{[ 24 ]}

• Virus Visna

• Buchschacher, Gary L. (2003). Sistemas de vectores lentivirales para la transferencia de genes . Springer US. ISBN 978-0-306-47702-7.
• Ryan KJ, Ray CG, eds. (2004). Sherris Medical Microbiology: An Introduction to Infectious Diseases (4.ª  ed.). Nueva York: McGraw Hill. ISBN 978-0-8385-8529-0.
• Desport, M., ed. (2010). Lentivirus y macrófagos: interacciones moleculares y celulares . Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-60-8.
• Knipe DM, Howley PM, eds. (2013). Virología de Fields (6.ª  ed.). Lippincott Williams & Wilkins. ISBN 978-1-4511-0563-6.

• Taxonomía de lentivirus según el ICTV
• "Lentivirus en ungulados. I. Características generales, historia y prevalencia" (PDF) . Revista Búlgara de Medicina Veterinaria . 9 (3): 175–181 . 2006.
• Tim Ravenscroft (15 de junio de 2008). "¿Están los vectores lentivirales a punto de irrumpir en el mercado?" . Genetic Engineering & Biotechnology News . Mary Ann Liebert, Inc., págs. 54-55 . Consultado el 6 de julio de 2008. (Subtítulo ) Una tecnología emergente tiene el potencial de tratar la hemofilia, el SIDA y el cáncer . 

• Viralzone : Lentivirus