Envoltura viral

La envoltura viral es la capa más externa de muchos tipos de virus . ^{[ 1 ]} Protege el material genético durante su ciclo de vida al viajar entre células huésped. No todos los virus tienen envoltura. La proteína de la envoltura viral , o proteína E , es una proteína presente en la envoltura que la cápside puede adquirir de una célula huésped infectada.

Numerosos virus patógenos humanos en circulación están encapsulados en bicapas lipídicas e infectan sus células diana provocando la fusión de la envoltura viral con la membrana celular . Si bien existen vacunas eficaces contra algunos de estos virus, no hay medicamentos preventivos ni curativos para la mayoría. En la mayoría de los casos, las vacunas conocidas actúan induciendo anticuerpos que impiden la entrada del patógeno a las células. Esto ocurre en el caso de los virus envueltos cuando los anticuerpos se unen a las proteínas de la envoltura viral.

El evento de fusión de membrana que desencadena la entrada viral es causado por la proteína de fusión de membrana viral . Muchos virus envueltos solo tienen una proteína visible en la superficie de la partícula, la cual es necesaria tanto para mediar la adhesión a la superficie celular como para el posterior proceso de fusión de membrana. Para crear posibles fármacos y vacunas protectoras contra virus envueltos patógenos humanos para los cuales actualmente no existe vacuna, es esencial comprender cómo funciona el paso de fusión ^{[ 2 ]} y cómo los anticuerpos interactúan con las proteínas de la envoltura viral, particularmente con la proteína de fusión, y cómo los anticuerpos neutralizan los virus.

Los virus envueltos entran en las células uniendo una membrana celular a su bicapa lipídica. La preparación mediante procesamiento proteolítico, ya sea de la proteína de fusión o de una proteína acompañante, es necesaria para la mayoría de las proteínas de fusión virales. Esta etapa prepara la proteína de fusión para su activación mediante los procesos de unión e internalización, que suelen ocurrir durante el transporte de la proteína de fusión a la superficie celular, pero que también pueden ocurrir extracelularmente. Hasta el momento, los estudios estructurales han revelado dos tipos de proteínas de fusión virales. Se cree que estas proteínas catalizan el mismo mecanismo en ambas situaciones, dando como resultado la fusión de dos bicapas. En otras palabras, estas proteínas funcionan como enzimas que, si bien presentan diversas variaciones estructurales, catalizan la misma reacción química. ^{[ 3 ]}

Las envolturas se derivan típicamente de porciones de las membranas de la célula huésped ( fosfolípidos y proteínas), pero incluyen algunas glicoproteínas virales . Una de las partes principales de los virus patógenos humanos es la glicoproteína. Se ha demostrado que desempeñan funciones importantes en la inmunidad y la infección. ^{[ 4 ]} Se ha descubierto una nueva clase de proteínas inhibidoras celulares, las glicoproteínas virales. Estas incluyen las ubiquitina ligasas E3 de la familia RING-CH (MARCH) asociadas a la membrana, que, entre otras cosas, inhiben la expresión de proteínas de la superficie celular implicadas en la inmunidad adaptativa. ^{[ 5 ]} Al estar compuesta principalmente de membrana del huésped, la envoltura viral también puede tener proteínas asociadas a la célula huésped dentro de su membrana después de la gemación. ^{[ 6 ]} Muchos virus envueltos maduran por gemación en la membrana plasmática, lo que les permite ser liberados de las células infectadas. Durante este proceso, las proteínas transmembrana virales, también conocidas como proteínas de espícula , se integran en vesículas de membrana que contienen componentes del núcleo viral (cápside).

Durante mucho tiempo se pensó que las proteínas de la espícula, necesarias para la infectividad, se incorporaban directamente al núcleo viral a través de sus dominios citoplasmáticos. Investigaciones recientes sugieren que, si bien estas interacciones directas podrían ser la causa de la gemación de los alfavirus, esto podría no ser así en el caso de los retrovirus y los virus de ARN de cadena negativa . Estos virus pueden formar partículas de gemación incluso en ausencia de proteínas de la espícula, basándose únicamente en los componentes del núcleo viral. Ocasionalmente, las proteínas de la espícula pueden producirse como partículas similares a virus sin el núcleo viral. Por lo tanto, la gemación y liberación óptimas podrían depender de una acción coordinada de "empuje y tracción" entre el núcleo y la espícula, donde la oligomerización de ambos componentes es esencial. ^{[ 7 ]}

Las envolturas pueden ayudar a los virus a evadir el sistema inmunitario del huésped . Las tirosina quinasas del receptor TAM aumentan la eliminación fagocítica de células apoptóticas e inhiben las respuestas inmunológicas provocadas por los receptores tipo Toll y los interferones tipo I (IFN) cuando son activados por los ligandos Gas6 y Proteína S. El fosfolípido fosfatidilserina puede observarse en las membranas de varios virus con envoltura, que utilizan para unirse a Gas6 y Proteína S y activar los receptores TAM.

Los virus recubiertos de ligando estimulan la señalización de IFN tipo I, activan los receptores TAM en las células dendríticas (CD) y suprimen la señalización de interferón tipo II para eludir las defensas del huésped y avanzar la infección. Las CD deficientes en TAM exhiben respuestas de IFN tipo I más pronunciadas que las de las células de tipo salvaje en respuesta a la exposición viral. Como resultado, los flavivirus y los retrovirus pseudotipados tienen más dificultad para infectar las CD deficientes en TAM, aunque la infección puede ser revertida por anticuerpos de IFN tipo I. Mientras tanto, un inhibidor de la quinasa TAM previene la infección de las CD de tipo salvaje. Los receptores TAM, que son posibles objetivos para la terapia, son activados por los virus para reducir la señalización de IFN tipo I. ^{[ 8 ]} Las glicoproteínas en la superficie de la envoltura sirven para identificar y unirse a los sitios receptores en la membrana del huésped. El conjunto particular de proteínas virales participa en una serie de cambios estructurales. Cuando estos cambios se establecen/finalizan, entonces y solo entonces, hay fusión con la membrana del huésped. ^{[ 9 ]} Estas glicoproteínas median la interacción entre el virión y la célula huésped, iniciando típicamente la fusión entre la envoltura viral y la membrana celular del huésped. ^{[ 10 ]} En algunos casos, el virus con envoltura formará un endosoma dentro de la célula huésped. ^{[ 11 ]} Hay tres tipos principales de glicoproteínas virales: proteínas de envoltura, proteínas de membrana y proteínas de espícula (E, M y S). ^{[ 12 ]} La envoltura viral se fusiona con la membrana del huésped, permitiendo que la cápside y el genoma viral entren e infecten al huésped.

Todos los virus envueltos también tienen una cápside , otra capa de proteína, entre la envoltura y el genoma. ^{[ 1 ]} El virus envuelve su delicado ácido nucleico con una cubierta proteica conocida como cápside, del latín capsa, que significa "caja", para protegerlo de este entorno hostil. De manera similar a como numerosos ladrillos se unen para formar una pared, la cápside está compuesta por uno o más tipos de proteínas distintas que se repiten repetidamente para formar toda la cápside. Este patrón repetitivo crea una cápside robusta pero bastante flexible. El ácido nucleico dentro de la cápside está adecuadamente protegido por su tamaño modesto y la dificultad física para abrirla. La nucleocápside del virión está compuesta por el ácido nucleico y la cápside. Recuerde que los genomas de la mayoría de los virus son muy pequeños. Los genes codifican las instrucciones para producir proteínas, por lo que los genomas pequeños no pueden codificar muchas proteínas. Por lo tanto, la cápside del virión consta de una o solo unas pocas proteínas que se repiten una y otra vez para formar la estructura. El ácido nucleico viral sería físicamente demasiado grande para caber dentro de la cápside si estuviera compuesto por más de unas pocas proteínas. ^{[ 13 ]} La cápside tiene una función específica de proteger el genoma, además de evadir el reconocimiento inmunitario. ^{[ 14 ]} Se sabe que la cápside viral protege el ARN antes de que se inserte en la célula huésped, a diferencia de la envoltura viral, que protege la cápside proteica. ^{[ 15 ]}

La célula de la que brota un virus a menudo muere o se debilita, y libera más partículas virales durante un período prolongado. La envoltura de bicapa lipídica de estos virus es relativamente sensible a la desecación , el calor y los anfifílicos como el jabón y los detergentes , por lo tanto, estos virus son más fáciles de esterilizar que los virus sin envoltura, tienen una supervivencia limitada fuera de los entornos del huésped y normalmente deben transferirse directamente de un huésped a otro. La persistencia de la envoltura viral, ya sea envuelta o desnuda, es un factor que determina la longevidad de un virus en superficies inanimadas. ^{[ 16 ]} Los virus envueltos poseen una gran adaptabilidad y pueden cambiar en poco tiempo para evadir el sistema inmunitario. Los virus envueltos pueden causar infecciones persistentes .

La vacunación contra virus con envoltura puede funcionar neutralizando la actividad de la glicoproteína con anticuerpos. ^{[ 17 ]}

Se ha estudiado la eliminación de la capacidad del virus para formar una envoltura —mediante la eliminación o inactivación de una proteína estructural— o para gemar como método para producir virus incapaces de replicarse. ^{[ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ]}

Los siguientes son algunos ejemplos de especies de virus con envoltura:

• virus de ADN
  • Herpesviridae
  • Poxviridae
  • Hepadnaviridae
  • Asfarviridae
• virus de ARN
  • Flaviviridae
  • Alphaviridae
  • Togaviridae
  • Coronavirus
  • Hepatitis D
  • Ortomixovirus
  • Paramyxoviridae
  • Rabdovirus ^{[ 22 ]}
  • Bunyavirus
  • Filovirus
• Retrovirus
  • Retrovirus

Los siguientes son algunos ejemplos de virus sin envoltura:

• virus de ADN
  • Adenovirus
  • Parvovirus
  • Poliomavirus
  • Anelovirus
• virus de ARN
  • Calicivirus
  • Picornavirus
  • Reovirus
  • Astrovirus
  • Hepeviridae

• Cápsula bacteriana
• envoltura celular

• "Estructura del virus" . Expresiones moleculares: imágenes del microscopio . Consultado el 27 de junio de 2007 .