Wirus zapalenia wątroby typu B małpy włochatej
| Wirus zapalenia wątroby typu B małpy włochatej | |
|---|---|
| Klasyfikacja wirusów | |
| (nierankingowe): | Wirus |
| królestwo : | Rybowiria |
| Królestwo: | paranawirusy |
| Gromada: | Artverviricota |
| Klasa: | Revtraviricetes |
| Zamówienie: | Bluberwirusy |
| Rodzina: | Hepadnaviridae |
| Rodzaj: | Ortohepadnawirus |
| Gatunek: |
Wirus zapalenia wątroby typu B małpy włochatej
|
Wirus zapalenia wątroby typu B małpy wełnistej ( WMHBV ) jest gatunkiem wirusowym z rodzaju Orthohepadnavirus z rodziny Hepadnaviridae . Jego naturalnym żywicielem jest małpa włochata ( Lagothrix) , mieszkaniec Ameryki Południowej zaliczany do naczelnych Nowego Świata . WMHBV, podobnie jak inne wirusy zapalenia wątroby, infekuje hepatocyty lub komórki wątroby organizmu gospodarza. Może powodować zapalenie wątroby , martwicę wątroby , marskość wątroby i rak wątrobowokomórkowy (rak wątroby). Ponieważ prawie wszystkie gatunki Lagothrix są zagrożone lub zagrożone, badania i opracowanie szczepionki i/lub leczenia WMHBV są ważne dla ochrony całego rodzaju małp włochatych.
WMHBV cieszy się również dużym zainteresowaniem naukowców ze względu na jego potencjał, który może nas nauczyć więcej o ludzkim wirusie zapalenia wątroby typu B (HBV). WMHBV jest dalekim filogenetycznym gatunkiem siostrzanym ludzkiego HBV, chociaż ewolucyjna historia wirusów zapalenia wątroby typu B nie jest dobrze poznana. Ponadto WMHBV był pierwszym hepadnawirusem innym niż ludzki HBV, o którym wiadomo, że zaraża naczelne inne niż ludzie. Odkrycie WMHBV otworzyło możliwość opracowania modelu HBV naczelnych, ponieważ wcześniej większość badań nad zapaleniem wątroby typu B przeprowadzono na modelach kaczek lub świstaków. Od czasu odkrycia WMHBV odkryto innego hepadnawirusa infekującego naczelne: wirus zapalenia wątroby typu B małp kapucynów (CMHBV). Zarówno CMHBV, jak i WMHBV mogą odegrać ważną rolę w opracowywaniu metod leczenia wirusowego zapalenia wątroby typu B u ludzi.
Izolacja
Wirus zapalenia wątroby typu B małpy włochatej został wyizolowany w 1998 roku z próbek surowicy małpy włochatej ( Lagothrix lagotricha ), która cierpiała na piorunujące zapalenie wątroby w zoo w Louisville . Odkrycie tego patogenu było niezwykle niepokojące, ponieważ zoo w Louisville było domem dla bardzo udanego programu hodowli małp włochatych. Natychmiast przetestowali wszystkich szesnastu członków ich kolonii małp włochatych i odkryli, że dziewięciu było przewlekle zakażonych wirusem, a kolejnych czterech wykazywało oznaki wcześniejszego posiadania wirusa, co można było zidentyfikować za pomocą surowicy obecności przeciwciała przeciwko antygenowi powierzchniowemu HBV ( HBsAg ). Tak więc wydaje się, że trzynaście z szesnastu włochatych małp było narażonych na kontakt z wirusem. Analiza zarchiwizowanych surowic małp włochatych w zoo w Louisville sugeruje, że WMHBV był obecny w kolonii przez co najmniej dziewięć lat przed jego odkryciem. Osiemnaście innych małp włochatych z czterech ogrodów zoologicznych w całym kraju zostało przetestowanych na obecność WMHBV, a wyniki były negatywne.
Morfologia
Genom
Członek rodziny Hepadnaviridae , WMHBV ma częściowo dwuniciowy, częściowo jednoniciowy kolisty genom DNA. Jego genom ma długość 3179 nukleotydów i koduje 5 białek: białko kapsydu (rdzeń), duże białko otoczki (glikoproteina L), zewnętrzny antygen rdzenia, białko P (polimeraza) i białko x (białko wielofunkcyjne ) . Otwarta ramka odczytu polimerazy (ORF) jest największą ORF w genomie i w znacznym stopniu pokrywa się z każdym z pozostałych genów, być może ograniczając jego właściwości ewolucyjne. Chociaż WMHBV znacznie różni się od ludzkiego wirusa zapalenia wątroby typu B (HBV), mają tę samą organizację genetyczną. Rdzeń genu WMHBV był najbardziej podobny do ludzkiego HBV z 85,8-86,9% podobieństwem na poziomie aminokwasów, podczas gdy gen WHMBV X był najbardziej rozbieżny z ludzkim HBV z jedynie 64,3-65,6% podobieństwem na poziomie aminokwasów.
Struktura
Wirus zapalenia wątroby typu B małpy włochatej ma podobną budowę do innych Orthohepadnaviridae . Dojrzałe wiriony są otoczone i składają się z dwudziestościennego kapsydu. Większość wirionów składa się z 240 białek kapsydu i wykazuje symetrię T=4, jednak niewielka liczba wirionów składa się ze 180 białek kapsydu i wykazuje symetrię T=3. Otoczka otaczająca kapsyd pochodzi z błony gospodarza. Glikoproteiny L wyściełają powierzchnię otoczki i odgrywają rolę w przyczepianiu się wirusa do receptorów komórkowych . Wiriony są małe, o średnicy około 42 nm.
Cykl replikacji
Wejście do celi
Stwierdzono, że polipeptyd kotransportujący taurocholan sodu (NTCP) , symporter sodu/kwasów żółciowych znajdujący się w błonie komórkowej hepatocytów, działa jako komórkowy receptor dla WMHBV, jak również wielu innych hepadnawirusów. Po przyłączeniu do NTCP, WMHBV wchodzi do cytoplazmy komórki poprzez endocytozę , a duże białko otoczki zapewnia fuzję między błoną endosomalną a błoną wirusową.
Replikacja i transkrypcja
Replikacja i transkrypcja WMHBV nie była dokładnie badana, ale uważa się, że zachodzi bardzo podobnie do wszystkich innych HBV, w tym ludzkiego HBV. Wewnątrz komórki sygnały lokalizacji jądrowej na białku kapsydu umożliwiają kapsydowi wiązanie się z kompleksami importyny α-importyny β. Genom jest uwalniany z kapsydu w kompleksie porów jądrowych i wchodzi do jądra. Wewnątrz wirusowe białko polimerazy jest uwalniane i liguje DNA, tak że staje się kowalencyjnie zamkniętym kolistym DNA lub cccDNA . CccDNA następnie wiąże nukleosomy i działa jako DNA gospodarza. [ potrzebne źródło ]
CccDNA jest następnie transkrybowane do RNA przez polimerazę RNA komórki gospodarza. Wiele RNA jest transportowanych do cytoplazmy, gdzie gromadzą się białka, w tym duża liczba pustych kapsydów. Odwrotna transkrypcja przez białko wirusowej polimerazy odtwarza zrelaksowany, częściowo dwuniciowy kolisty genom DNA.
Montaż i wydanie
Zrelaksowany, częściowo dwuniciowy okrągły genom DNA jest w stanie dyfundować do pustego kapsydu przez duże pory w kapsydzie. Kapsyd jest następnie otaczany i eksportowany z komórki w procesie, który nie jest jeszcze dobrze poznany.
Efekty zdrowotne
Przewlekłe infekcje WMHBV mogą trwać długo, zanim pojawią się objawy, zwłaszcza gdy małpa włochata jest zarażona przy urodzeniu. Przewlekłe infekcje zwykle prowadzą do problemów z wątrobą, które często są śmiertelne. W raportach z sekcji zwłok małp włochatych z lat 1974-1998 odnotowano zapalenie wątroby (zapalenie wątroby) i martwicę wątroby (nagła niewydolność wątroby) jako dwie patologie, które prawdopodobnie są powiązane z WMHBV. Inne prawdopodobne powikłania przewlekłego zakażenia WMHBV obejmują marskość (bliznowaciejące uszkodzenie wątroby) i raka wątrobowokomórkowego (rak wątroby), wśród innych chorób wątroby. [ potrzebny cytat ]
Przewlekłe infekcje nie tylko prowadzą do problemów zdrowotnych, ale także umożliwiają przenoszenie wirusów. Przewlekle zakażone małpy włochate mają wirusa aktywnie replikującego się w ich ciele, powodując przenoszenie wirusa w płynach ustrojowych małpy.
Przenoszenie
Wirus zapalenia wątroby typu B małpy włochatej , podobnie jak inne wirusy zapalenia wątroby typu B, jest przenoszony przez płyny ustrojowe oraz z matki na płód. Wertykalna transmisja WMHBV z matki na płód jest często najbardziej szkodliwa, ponieważ podobnie jak w przypadku ludzkiego HBV, wiek zakażenia jest silnie skorelowany z ryzykiem rozwoju przewlekłego zakażenia. Wełniste małpy zakażone WMHBV przy urodzeniu mają około 90% szans na rozwinięcie przewlekłej infekcji, podczas gdy te zakażone w wieku dorosłym mają tylko 5-10% szans na rozwinięcie przewlekłej infekcji.
Postęp badań
Opracowanie modelu zwierzęcego HBV
Ponieważ małpy włochate są zagrożone, nie mogą być wykorzystywane jako zwierzęcy model HBV do badań. Dlatego poszukują innych naczelnych, które mogą być zarażone WMHBV. Bliski krewny włochatej małpy, czarnoręki pająk ( Ateles geoffroyi ) jest podatny na infekcję WMHBV, ale nie wykazuje tak wysokiego poziomu replikacji wirusa jak małpy włochate. Naukowcom udało się stworzyć zakaźny klon WMHBV, ukuty jako WMHBV-2, który infekuje i replikuje się u czarnorękich małp pająków w takim samym stopniu, jak WMHBV replikuje się u małp włochatych. Ten zakaźny klon pozwoli na szersze badania nad leczeniem wirusa zapalenia wątroby typu B na modelu naczelnych. [ potrzebne źródło ]