El virus del mono Mason-Pfizer (M-PMV) , anteriormente retrovirus simio ( SRV ), es una especie de retrovirus que generalmente infecta y causa una deficiencia inmunitaria fatal en macacos asiáticos. [3] El virus ssRNA aparece esporádicamente en el carcinoma mamario de macacos cautivos en instalaciones de cría que se esperaba que fuera el huésped natural, pero la prevalencia de este virus en macacos salvajes sigue siendo desconocida. [4] El M-PMV se transmitió de forma natural por fluidos corporales que contenían virus ( saliva , orina , sangre , etc.), a través de mordeduras, arañazos, acicalamiento y peleas. Los instrumentos o equipos contaminados de forma cruzada ( fómites ) también pueden propagar este virus entre animales.
Algunos síntomas clínicos y patológicos de los macacos rhesus recién nacidos infectados con M-PMV son diarrea , pérdida de peso, esplenomegalia , linfadenopatía, anemia , neutropenia y enfermedades neoplásicas (fibromatosis retroperitoneal o linfomas de células B poco frecuentes). Los monos rhesus recién nacidos infectados pueden desarrollar una enfermedad de inmunodeficiencia acompañada de infecciones oportunistas. [5] Para prevenir la infección por este virus, se han desarrollado dos vacunas : una vacuna inactivada con formalina SRV-1 y una vacuna recombinante que expresa la glicoproteína de la envoltura de M-PMV gp70 y gp22. [3]
El vector basado en M-PMV es un candidato para la administración de genes terapéuticos en la transferencia de genes humanos. Basándose en el M-PMV 1) la región promotora permanece transcripcionalmente activa en las células humanas y 2) la expresión del elemento de transporte constitutivo (CTE) en las células diana ayuda a facilitar la exportación nuclear para la terapia génica. [5]
El virus del mono Mason-Pfizer (M-PMV) derivado del tejido tumoral mamario de un macaco rhesus hembra de 8 años ( Macaca mulatta ) en 1970 por el Dr. Harish C. Chopra y Marcus M. Mason. [6] El descubrimiento inicial sospechó que las partículas del virus eran un virus oncogénico debido a su parecido con el virus de ARN oncogénico conocido ( MMTV ). Poco después de su descubrimiento, se consideró que el M-PMV inducía el SIDA en los simios (SAID). Sin embargo, los estudios actuales han demostrado que el M-PMV no está relacionado con el virus de la inmunodeficiencia en los simios (SIV), que actualmente se reconoce como la contraparte simia del virus de la inmunodeficiencia humana. [7]
El M-PMV ahora pertenece a SRV-3. El serotipo SRV-1 se identificó a principios de la década de 1980 en macacos rhesus, M. cyclopis y M. fascicularis en el Centro Nacional de Investigación de Primates (NPRC), California y Nueva Inglaterra. El serotipo SRV-2 se encontró en infecciones endémicas de mono de cola de cerdo ( M. nemestrina ), macacos cynomolgus, un macaco japonés ( M. fuscata ) , en el NPRC de Washington, y en macacos rhesus y negros de Célebes ( M. nigra ) en el NPRC de Oregón. [8] SRV-3 está presente en el Centro de Primates de Wisconsin, mientras que SRV-4 y SRV-5 se han identificado en la Universidad de California y el Centro de Primates de Beijing. En 2010, un grupo de investigación japonés informó sobre dos aislamientos de SRV de macacos cynomolgus seropositivos y los designó provisionalmente como SRV/D-Tsukuba (SRV/DT). [3]
En 2011, los jugadores de Foldit ayudaron a descifrar la estructura cristalina de la proteasa retroviral M-PMV. Si bien el rompecabezas estuvo disponible para jugar durante tres semanas, los jugadores produjeron un modelo 3D preciso de la enzima en solo diez días, que luego se utilizó para resolver la estructura con reemplazo molecular . El problema de cómo configurar la estructura de la enzima había desconcertado a los científicos durante 15 años. [9] [10] Hasta 2015, se han identificado siete serotipos de M-PMV. [ cita requerida ]
Los virus de mono Mason-Pfizer son retrovirus del grupo VI que pertenecen al género betaretrovirus de la subfamilia Orthoretroviridae . El M-PMV se clasificó según el serotipo viral como retrovirus de simio tipo 3 (SRV-3). [11]
Se distingue de otros ortoretrovirus por su acumulación de partículas intracelulares de tipo A (partículas inmaduras) con morfología en el citoplasma y nucleocápside esférica. [12] Una vez que se completa el ensamblaje en el citosol, las partículas se transportan a la membrana plasmática para completar el proceso de maduración mediante la producción de partículas maduras exógenas (morfología de tipo D). Las partículas de tipo D contienen menos espigas superficiales densas y contienen cápsides icosaédricas. [13]
El M-PMV es un retrovirus de ARN envuelto con una cápside icosaédrica (20 caras triangulares y 12 vértices). El ácido nucleico está encapsulado dentro del núcleo esférico. El virus envuelto está formado por una bicapa lipídica derivada de la célula huésped y proteínas específicas del virus. La proteína matriz se une a la nucleocápside mientras recubre la superficie interna de la envoltura para facilitar el ensamblaje del genoma viral y el proceso de gemación. [7] Los pasos del proceso de replicación retroviral incluyen la formación de partículas Gag, el transporte a la membrana (fijación), la entrada a la célula, el desenvolvimiento de la cápside viral, la liberación del genoma, la síntesis de nuevas proteínas virales y ácidos nucleicos, el ensamblaje de los viriones de la progenie, la gemación y la liberación viral. [ cita requerida ]
Alrededor del 60% del peso seco del virión está compuesto de proteínas, el 35% de lípidos y alrededor del 3% de carbohidratos. [11] La transcriptasa inversa está compuesta por una proteína de 1771 aminoácidos, la proteína de superficie gp70 de 586 aa, la proteína Pr95 de 911 aa y la proteína Pr78 de 657 aa. [14] Según su estructura, el M-PMV es sensible al formaldehído, las altas temperaturas (calor) y los detergentes. [11]
El M-PMV contiene dos tipos de partículas virales. [15] Una se encuentra en el citoplasma y la otra se encontró extracelularmente. Las partículas intracitoplasmáticas (tipo A) son estructuras pequeñas, en forma de anillo, y de 70 μm de diámetro. Los viriones se encuentran comúnmente en un grupo en el citoplasma y envueltos por la membrana plasmática en la superficie celular. Las partículas inmaduras brotan intracelularmente y no se consideran infecciosas. Al completar la gemación, las partículas inmaduras experimentan el proceso de maduración (tipo D) para adquirir infectividad. Las partículas maduras extracelulares tienen aproximadamente 125 nm de diámetro, mientras que el nucleoide y el núcleo-capa son estructuras cilíndricas centrales separadas por un espacio de aproximadamente 8-10 nm. [16]
El genoma del M-PMV consiste en un dímero de ARN monocatenario lineal de sentido positivo. [11] El genoma completamente secuenciado del provirus integrado, compuesto por 8557 nucleótidos de longitud, dos LTR de 349 pb y la transcripción del genoma, produce un genoma de ARN de 7943 nucleótidos. [14] Cada monómero tiene una cola de poli(A) de 200 nucleótidos en el extremo 3' y tiene una estructura de tapa de nucleótido metilado en el extremo 5' unido covalentemente al ARN viral. [ cita requerida ]
El genoma del M-PMV contiene cuatro genes: 5'- gag-pro-pol-env -3'. Gag codifica el antígeno específico del grupo (proteínas de la nucleocápside), Pro para la proteasa , Pol responsable de la región de la ADN polimerasa dependiente de ARN (transcriptasa inversa) y la integrasa, y Env codifica la glicoproteína de la envoltura para las proteínas peplómero del virión. Al igual que todos los retrovirus, el M-PMV puede transcribir su genoma de ARN en ADN de doble cadena utilizando la enzima transcriptasa inversa ( Mg2+
dependiente de betaretrovirus ). La proteína gag cumple múltiples funciones durante el ciclo de vida viral, incluyendo el ensamblaje, la maduración y la replicación temprana. A diferencia de otros retrovirus, M-PMV tiene tres precursores de poliproteínas asociadas a gag : Pr78, Pr95 (fusión gag-pro ) y Pr180 ( gag-pol ). [17] El ensamblaje de Pr78 forma una cápside inmadura que desempeña un papel esencial en las primeras etapas del ciclo de vida viral. La proteasa viral es responsable de preparar las proteínas estructurales y las enzimas virales para el proceso de gemación. En todos los sistemas retrovirales, se encuentran comúnmente una secuencia de aminoácidos conservada pol y un precursor gag-pol (Pr180). El precursor de la glicoproteína de la envoltura viral es responsable de la secreción y una secuencia de anclaje transmembrana para el virus durante el proceso de gemación. El segmento inmunosupresor en las secuencias env de M-PMV, que se encontró que era alrededor de un 60% similar (altamente conservado) al de un virus asociado a la reticuloendoteliosis , indica un mecanismo similar en la enfermedad inducida por M-PMV. [17] En general, se encontró que la proteína de la envoltura es altamente homóloga a la del virus aviar de tipo C.
El 5' UTR del genoma contiene una señal de empaquetamiento que es necesaria para la encapsidación específica del ARN . [18] [19]
La glicoproteína que se encuentra en la superficie del M-PMV interactúa con receptores específicos en la superficie de la célula huésped. Después de la unión, la fusión de la envoltura viral libera la nucleocápside en las membranas celulares del huésped. Una vez dentro del citoplasma, el ARN de sentido positivo sirve como plantilla para que la transcriptasa inversa produzca ADNc a partir de su ARN viral. El ADNc viral se integra luego en el genoma de la célula huésped por la enzima integrasa viral, donde se convierte en un elemento genético permanente para la vida de la célula. El provirus integrado puede permanecer inactivo o ser transcrito por la ARN polimerasa II del huésped en ARNm que se traduce para producir proteínas reguladoras y la estructura viral. Una vez que se han sintetizado los nuevos genomas y proteínas virales, se ensamblan los viriones de la progenie. Las cápsides se forman como partículas intracitoplasmáticas (tipo A). Las proteínas de la matriz codificadas por el virus se insertan y reestructuran las membranas de la célula huésped. El virus experimenta una maduración a medida que las partículas de tipo A se ensamblan en el citosol y se transportan a la membrana plasmática. Los precursores de poliproteínas codificados por el virus se procesan luego para convertirse en proteínas estructurales y enzimas virales que forman partículas de tipo D listas para la gemación y la liberación del virión libre. [20]
Además, la poliproteína Gag del retrovirus desempeña un papel en el transporte y ensamblaje de partículas de tipo A a la región de la membrana plasmática de la célula huésped, donde el ensamblaje y la gemación ocurren a través de la proteína matriz hasta la superficie celular. [21] Durante o poco después de la gemación viral, la proteasa viral escinde la proteína Gag para producir las proteínas maduras asociadas al virión, que incluyen la proteína matriz, la cápside, la nucleocápside y otros productos. El proceso conduce a la condensación del núcleo viral y es esencial para la infectividad del virus. Estos productos maduros de escisión de Gag luego repiten el proceso de infección de nuevas células y desempeñan funciones durante las primeras etapas del ciclo de vida viral. [22]
Los betaretrovirus simios exógenos y endógenos son autóctonos de forma natural de varias especies del género Macaque . Los betaretrovirus infectan a una variedad de huéspedes mamíferos, incluidos primates no humanos del Viejo y Nuevo Mundo (excepto simios), monos ardilla , colobinae , ovejas ( retrovirus ovino de Jaagsiekte ) y cabras ( virus del tumor nasal enzoótico ). [15] Las secuencias de betaretrovirus también se pueden aislar de humanos, zarigüeyas y ratones. [ cita requerida ]