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.
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, либо в виде линейных, либо лариатных [ необходимо уточнение (сложный жаргон) ] структур. Эписомальная латентность более уязвима к рибозимам или деградации чужеродных генов хозяина, чем провирусная латентность (см. ниже).
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]
Подсемейство Gammaherpesvirinae связано с эписомальной латентностью, установленной в клетках иммунной системы , таких как B-клетки в случае вируса Эпштейна-Барра . [3] [4] Литическая реактивация вируса Эпштейна-Барра (которая может быть вызвана химиотерапией или радиацией) может привести к нестабильности генома и раку . [5]
Было показано, что в случае простого герпеса (ВПГ) вирус сливается с ДНК в нейронах, таких как нервные ганглии [6] или нейроны, и ВПГ реактивируется даже при незначительном ослаблении хроматина в результате стресса [7] , хотя хроматин уплотняется. (становится латентным) при недостатке кислорода и питательных веществ. [8]
Цитомегаловирус (ЦМВ) устанавливает латентный период в миелоидных клетках-предшественниках и реактивируется в результате воспаления . [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 эписомальной латентности включают тот факт, что вирусу может не потребоваться проникновение в ядро клетки и, следовательно, он может избежать активации интерферона ядерным доменом 10 (ND10) по этому пути.
К недостаткам можно отнести большее воздействие на клеточную защиту, что приводит к возможной деградации вирусного гена посредством клеточных ферментов . [12]
Реактивация может быть вызвана стрессом, ультрафиолетовым излучением и т. д. [13]
Провирус – это геном вируса, встроенный в ДНК клетки-хозяина.
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.
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]
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 внедрились в геном человека в далеком прошлом и теперь 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]
Несмотря на то, что 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 иммунная система быстро устраняет язвы, 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 молодых мальчиков прошли лечение от генетического заболевания , после чего у пятерых развились синдромы, подобные лейкемии . [20]
Это также наблюдается при инфекциях, вызванных вирусом папилломы человека , при которых постоянная инфекция может привести к раку шейки матки в результате клеточной трансформации . [21] [22] [23]
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 без эволюции, несмотря на длительное воздействие антиретровирусных препаратов. [24] Этот латентный резервуар ВИЧ может объяснить неспособность антиретровирусного лечения вылечить ВИЧ-инфекцию. [24] [25] [26] [27]
{{cite book}}
: |journal=
игнорируется ( помощь )