La entrada viral es la etapa más temprana de la infección en el ciclo de vida viral , cuando el virus entra en contacto con la célula huésped e introduce material viral en la célula. Los principales pasos involucrados en la entrada viral se muestran a continuación. [1] A pesar de la variación entre los virus, existen varias generalidades compartidas con respecto a la entrada viral. [2]
La forma en que un virus ingresa a una célula es diferente según el tipo de virus que sea. Un virus con una cápside sin envoltura ingresa a la célula uniéndose al factor de unión ubicado en una célula huésped. Luego ingresa a la célula por endocitosis o haciendo un agujero en la membrana de la célula huésped e insertando su genoma viral. [2]
La entrada a las células por parte de virus envueltos es más complicada. Los virus envueltos ingresan a la célula adhiriéndose a un factor de unión ubicado en la superficie de la célula huésped. Luego ingresan por endocitosis o por un evento de fusión directa de membranas. El evento de fusión se produce cuando la membrana del virus y la membrana de la célula huésped se fusionan permitiendo la entrada del virus. Lo hace mediante la unión (o adsorción) a una célula susceptible; una célula que contiene un receptor al que el virus puede unirse. Los receptores de la envoltura viral se conectan efectivamente con receptores complementarios de la membrana celular . Esta unión hace que las dos membranas permanezcan en proximidad mutua, favoreciendo mayores interacciones entre las proteínas de la superficie. Este es también el primer requisito que debe cumplirse antes de que una célula pueda infectarse. La satisfacción de este requisito vuelve a la célula susceptible. Los virus que exhiben este comportamiento incluyen muchos virus envueltos como el VIH y el virus del herpes simple . [2]
Estas ideas básicas se extienden a los virus que infectan bacterias, conocidos como bacteriófagos (o simplemente fagos). Los fagos típicos tienen colas largas que se utilizan para unirse a receptores en la superficie bacteriana e inyectar su genoma viral.
Antes de entrar, un virus debe adherirse a una célula huésped. La unión se logra cuando proteínas específicas de la cápside viral o de la envoltura viral se unen a proteínas específicas llamadas proteínas receptoras en la membrana celular de la célula diana. Ahora el virus debe entrar en la célula, que está cubierta por una bicapa de fosfolípidos , la barrera natural de la célula hacia el mundo exterior. El proceso por el cual se traspasa esta barrera depende del virus. Los tipos de entrada son:
Mediante el uso de proteína verde fluorescente (GFP), la entrada y la infección del virus se pueden visualizar en tiempo real. Una vez que un virus ingresa a una célula, la replicación no es inmediata y, de hecho, lleva algún tiempo (de segundos a horas). [3] [4]
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El ejemplo más conocido es el de la fusión de membranas. En varios virus con envoltura viral , los receptores virales se unen a los receptores en la superficie de la célula y pueden estar presentes receptores secundarios para iniciar la perforación de la membrana o la fusión con la célula huésped. Después de la unión, la envoltura viral se fusiona con la membrana de la célula huésped, lo que provoca la entrada del virus. Los virus que ingresan a una célula de esta manera incluyen el VIH , el KSHV [5] [6] [7] [8] y el virus del herpes simple . [9]
En el SARS-CoV-2 y virus similares, la entrada se produce mediante la fusión de membranas mediada por la proteína pico , ya sea en la superficie celular o en vesículas. Los esfuerzos de investigación se han centrado en la interacción de la proteína de pico con su receptor de la superficie celular, la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). El alto nivel de actividad evolucionado para mediar en la fusión de célula a célula ha dado como resultado una capacidad de fusión mejorada. [10] La inhibición de la infección por SARS-2 se dirige a las proteínas de pico que albergan la capacidad de fusión de membranas. [11] Las vacunas se basan en la inhibición de la glicoproteína Spike (S) que media en la fusión del virus y las membranas de la célula huésped. [12] El mecanismo de fusión también se estudia como un objetivo potencial para el desarrollo de antivirales. [13]
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Los virus sin envoltura viral ingresan a la célula generalmente mediante endocitosis ; son ingeridos por la célula huésped a través de la membrana celular. Las células pueden absorber recursos del entorno exterior a la célula, y los virus pueden utilizar estos mecanismos para ingresar a una célula de la misma manera que los recursos ordinarios. Una vez dentro de la célula, el virus abandona la vesícula por la que fue captado para poder acceder al citoplasma. Los ejemplos incluyen el virus de la polio , el virus de la hepatitis C , [14] y el virus de la fiebre aftosa . [15]
Muchos virus envueltos, como el SARS-CoV-2 , también ingresan a la célula mediante endocitosis. La entrada a través del endosoma garantiza un pH bajo y la exposición a las proteasas que son necesarias para abrir la cápside viral y liberar el material genético del interior. Además, los endosomas transportan el virus a través de la célula y garantizan que no quede ningún rastro del virus en la superficie, lo que podría ser un sustrato para el reconocimiento inmunológico. [dieciséis]
Un tercer ejemplo, más específico, es simplemente unirse a la superficie de la célula a través de receptores en la célula e inyectar solo su genoma en la célula, dejando el resto del virus en la superficie. Esto se limita a los virus en los que sólo se requiere el genoma para la infección de una célula (por ejemplo, los virus de ARN de cadena positiva porque pueden traducirse inmediatamente) y se limita aún más a los virus que realmente exhiben este comportamiento. El ejemplo mejor estudiado incluye los bacteriófagos ; por ejemplo, cuando las fibras de la cola del fago T2 aterrizan en una célula, su vaina central perfora la membrana celular y el fago inyecta ADN de la cápside de la cabeza directamente en la célula. [17]
Una vez que un virus está en una célula, activará la formación de proteínas (ya sea por sí mismo o utilizando el huésped) para obtener el control total de la célula huésped, si puede hacerlo. Los mecanismos de control incluyen la supresión de las defensas celulares intrínsecas, la supresión de la señalización celular y la supresión de la transcripción y traducción celular del huésped . A menudo, son estos efectos citotóxicos los que provocan la muerte y el deterioro de una célula infectada por un virus.
Una célula se clasifica como susceptible a un virus si el virus puede ingresar a la célula. Después de la introducción de la partícula viral, se produce el desempaque de los contenidos ( proteínas virales en el tegumento y el genoma viral a través de alguna forma de ácido nucleico ) como preparación de la siguiente etapa de la infección viral: la replicación viral .