Virus de la hepatitis delta

virus de la hepatitis delta
clasificación cientifica
Grupo:virus [1]Reino:RibozyviriaFamilia:KolmioviridaeGénero:deltavirusVista:virus de la hepatitis delta
nombre científico internacional
Deltavirus italiano
Sinónimos
  • virus de la hepatitis delta
  • HDV
el grupo de baltimore
V: virus (-)ssRNA

El virus de la hepatitis delta [2] , o virus de la hepatitis D [3] ( del lat.  Deltavirus italiense ), es un agente infeccioso que causa la hepatitis D en humanos. Estrictamente hablando, este pequeño agente infeccioso que contiene ARN es un virus satélite , ya que requiere que las células estén infectadas con el virus de la hepatitis B (VHB) para que se multiplique en las células y desarrolle la infección. HDV utiliza proteínas de la cubierta del virus de la hepatitis B ( HBsAg ) para empaquetar su genoma [4] [5] .

El virus de la hepatitis delta se describió originalmente en pacientes con una infección por hepatitis B más grave . En ambos casos, los pacientes presentan síntomas más graves en comparación con la hepatitis B sola, entre ellos, la probabilidad de desarrollar insuficiencia hepática terminal como resultado de una infección aguda, el rápido desarrollo de cirrosis hepática y, en el caso de infecciones crónicas. , una mayor probabilidad de carcinoma hepatocelular [6] .

El virus de la hepatitis delta es único entre los patógenos humanos y animales en el sentido de que comparte una serie de propiedades tanto con los viroides de plantas [7] como con los ARN satélite similares a los viroides de plantas. Este patógeno transmitido por la sangre se replica en el hígado y puede causar hepatitis aguda tanto en primates como en mamíferos no primates (aunque solo los humanos son el huésped natural del virus). En todo el mundo, más de 15 millones de personas están infectadas por el virus de la hepatitis delta, lo que lo convierte en un importante problema de salud pública [5] .

Historia del estudio

La hepatitis delta se informó por primera vez a mediados de 1977. Fue descubierto por Mario Rizzetto y colegas que estudiaron a un grupo de pacientes infectados con el virus de la hepatitis B y que padecían una forma particularmente aguda de hepatitis. Se ha descrito como un nuevo antígeno central [8] del virus de la hepatitis B y se le ha denominado antígeno delta (δ, HDAg) [9] . Experimentos posteriores en chimpancés demostraron que el antígeno delta era en realidad un componente básico de un patógeno que requería la replicación del virus de la hepatitis B. Hasta la década de 1980, el virus de la hepatitis delta no se consideraba un agente infeccioso. Sin embargo, poco después de que el virus de la hepatitis delta fuera reconocido como patógeno, se desarrollaron pruebas eficaces para detectarlo. Además, se abrió la recopilación de información epidemiológica sobre la hepatitis D (comenzó en el sur de Italia ) [10] . El genoma del virus de la hepatitis delta fue clonado y secuenciado en 1986 [11] [12] . En 1993, el virus fue registrado por el Comité Internacional de Taxonomía de Virus y colocado en el género monotípico Deltavirus [13] .

Evolución y orígenes

El huésped natural de HDV son solo los humanos. Los datos de estudios filogenéticos indican un origen africano del virus de la hepatitis delta [14] . HDV se caracteriza por un alto grado de heterogeneidad genética. Se cree que 3 mecanismos principales permiten la evolución de HDV: mutaciones , edición y recombinación . La tasa de mutación es, según diversas estimaciones, de 3⋅10 -2 a 3⋅10 -3 sustituciones por genoma al año. Depende de la fase de infección (máxima en la fase aguda), región del genoma (alta en regiones no conservadas y baja en regiones conservativas, por ejemplo, en la región de la ribozima ), y aumenta con la presión terapéutica. La tasa de mutación del HDV es mayor que la de la mayoría de los virus de ARN . Debido a esta tasa de mutación, se supone que el HDV circula dentro de un solo huésped infectado como una serie de cuasi-especies [15] . Se ha encontrado que hasta el 70% de los reemplazos pueden deberse a la edición. La recombinación en HDV se describió por primera vez en 1999; luego se concluyó que se da en caso de infección con virus de diferentes genotipos. La recombinación ocurre a lo largo del camino de la recombinación homóloga [16] . Se supone que la ARN polimerasa de la célula huésped participa en la recombinación en HDV [9] .

Inicialmente se describieron 3 genotipos de este virus (I-III). El genotipo I se ha aislado en Europa , América del Norte , África y partes de Asia . El genotipo II se encuentra en Japón , Taiwán y también en Yakutia . El genotipo III se conoce exclusivamente en América del Sur ( Perú , Colombia y Venezuela ). Ahora se sabe que existen al menos 8 genotipos del virus de la hepatitis delta (HDV-1 a HDV-8). Todos ellos, con la excepción de HDV-1, están confinados a regiones geográficas estrictamente definidas. HDV-2 (anteriormente conocido como HDV-IIa) se encontró en Japón, Taiwán y Yakutia; HDV-4 (HDV-IIb) en Japón y Taiwán; HDV-3 - en la región amazónica; HDV-5, HDV-6, HDV-7 y HDV-8 en África [17] .

Actualmente existen dos teorías principales sobre el origen del virus de la hepatitis delta. Según ellos, el HDV se originó a partir de viroides de plantas y/o como resultado empalme de pre-ARNm de la célula huésped . HDV RNA tiene características estructurales y de replicación en común con cada una de las dos familias de viroides actualmente conocidas ( Pospiviroidae y Avsunviroidae ). Con Pospiviroidae , este virus está unido por una estructura de ARN en forma de barra y replicación en el núcleo , y con Avsunviroidae  por la presencia de una ribozima y una replicación simétrica en anillo rodante . Además, el HDV y el ARN del viroide vegetal interactúan con proteínas celulares homólogas , y los datos experimentales de 2012 (aunque no completamente confirmados) muestran que el HDV puede replicarse y proliferar después de introducirse en las hojas de las plántulas de tomate , lo cual es otra confirmación de la proximidad del HDV. y viroides. Sin embargo, esta hipótesis no responde a la pregunta sobre el origen del antígeno delta y la relación de HDV con HBV [9] .

Una segunda teoría, que puede complementar la primera, es que el HDV podría haber surgido del transcriptoma de la célula huésped . Este punto de vista está respaldado por estudios que muestran que las células humanas contienen una ribozima (en el intrón del gen CPEB3 ) que es similar en estructura secundaria y propiedades bioquímicas a la ribozima HDV . Sin embargo, las ribozimas con un elemento estructural de pseudonudo se encontraron más tarde en todos los reinos de los organismos vivos , con la excepción de las arqueas , y también en los virus de los insectos . También se espera que el antígeno delta se origine en la célula huésped. Inicialmente, la proteína DIPA ( delta interacting protein A ) se consideró un posible ancestro del antígeno delta .  Aunque posteriormente se descubrió que estas proteínas no eran homólogas, DIPA puede interactuar con HDAg [9] .

Un modelo integrado sugiere que el VHD podría haber surgido tras la recombinación entre un elemento similar a un viroide y pre-ARNm/ARNm celular [9] .

Estructura y genoma

El virus de la hepatitis delta es una partícula con un diámetro de 35-37 nm recubierta con antígenos de superficie del virus de la hepatitis B (HBsAg), que tiene una densidad de 1,25 g/cm³ en un gradiente de cloruro de cesio y se caracteriza por un valor de coeficiente de sedimentación promedio entre vacío partículas del virus de la hepatitis B (VHB), que consisten únicamente en HBsAg, y el virión del VHB . El virión del HDV consta de tres componentes clave: un ARN genómico asociado con moléculas de antígeno delta (nucleocápside) y una cápside externa que consta de antígenos de superficie de la hepatitis B [9] . La envoltura del HDV contiene lípidos y consta de tres tipos de glicoproteínas del VHB : pequeñas o S-HBsAg, medianas o M-HBsAg y grandes o L-HBsAg (alrededor de 100 copias). En ambos virus, estas proteínas sirven para entrar y salir de los hepatocitos [9] . Además de las partículas virales completas, las células infectadas por HDV forman partículas subvirales vacías (SVP) en gran exceso, que están representadas por esferas con un diámetro de 25 nm y filamentos con un diámetro de 22 nm [18] .

Papel de las proteínas de la envoltura del VHB

Las tres formas de HBsAg comparten un extremo C común . Alrededor del 50 % del HBsAg de cada especie se somete a una N-glicosilación específica del sitio [18] . Además del dominio S- , M-HBsAg contiene el dominio N-terminal hidrofílico PreS2, y L-HBsAg, además de PreS2, también tiene el dominio PreS1. Se requiere L-HBsAg, aunque no suficiente, para el ensamblaje de partículas y la infectividad del VHB y se requiere S-HBsAg para la liberación de partículas de la célula. El antígeno M no es necesario para el ensamblaje ni para la infectividad [19] . A diferencia del HBV, el ensamblaje de HDV solo requiere S-HBsAg; sin embargo, sin L-HBsAg, las partículas carecen de infectividad. Estas diferencias en las proteínas esenciales se explican por los diferentes dominios de unión a la nucleocápsida del VHB y la ribonucleoproteína del VHD en los bucles citosólicos de las proteínas de la cubierta. Según datos recientes, el ensamblaje (y la infectividad) del genotipo HDV HDV-1 no se limita a un solo genotipo de HBV. También puede ocurrir en presencia de proteínas de envoltura de hepadnavirus de marmota , murciélago y mono lanudo [9] .

ARN virales

El virión HDV contiene un genoma circular representado por ARN de polaridad negativa , y la estructura secundaria de este ARN contiene regiones de doble cadena [18] . Cuando un virus se propaga en una célula infectada, se pueden detectar otros dos ARN virales principales: una molécula complementaria a la genómica (ARN antigenómico o antigenoma) y el ARNm del VHD . El tamaño del genoma de HDV es de solo 1672-1697 nucleótidos , lo que lo convierte en el más pequeño de todos los virus de mamíferos conocidos y lo acerca a los viroides de plantas. Tiene una alta composición de GC (60 %) y el porcentaje de apareamiento de bases intramoleculares alcanza el 74 %, lo que le permite plegarse en una estructura en forma de bastón. Tales estructuras en condiciones in vitro son resistentes al corte por la enzima Dicer [7] . Una célula infectada puede contener unas 300.000 moléculas del genoma del HDV, que se distribuyen entre el núcleo y el citoplasma , lo que indica una alta tasa de replicación. El ARN antigenómico de HDV es un intermediario en el ciclo de replicación, es complementario al ARN genómico (y por lo tanto tiene una polaridad positiva) y contiene la secuencia codificante de HDAg. Su cantidad es de 5 a 22 veces menor que la del ARN genómico, se produce exclusivamente en el núcleo y por tanto no se empaqueta en viriones. Las proteínas HDV se traducen con un ARNm específico de 800 nucleótidos de largo, que es transcrito por la ARN polimerasa II dependiente de ADN de la célula huésped y experimenta los mismos pasos de maduración (incluidos el capping y la poliadenilación ) que los ARNm celulares [9] .

Ribozima

Se encontraron pequeñas secuencias de autocorte de aproximadamente 85 nucleótidos de longitud en el ARN genómico y antigenómico del VHD. Estas ribozimas , que muestran una alta conservación de secuencia entre los genotipos de HDV, son responsables de cortar las moléculas de ARN multiméricas producidas por la replicación. La ribozima HDV tiene características estructurales y funcionales únicas que la distinguen de las ribozimas viroide. Se han obtenido varias estructuras cristalinas de estas ribozimas, y gracias a ellas se ha podido describir el mecanismo de corte basado en pseudonudos. En condiciones in vitro , en presencia de iones metálicos divalentes , la ribozima HDV se corta en un sitio específico como resultado de la reacción de transesterificación con la formación de 5'-OH y 2'-, 3'-monofosfato cíclico [18] . Como se señaló anteriormente, los genomas de las células huésped contienen ribozimas que se asemejan mucho a la ribozima HDV [9] .

Antígeno delta

Parte del ARN antigenómico del virus de la hepatitis delta se edita durante la replicación: un residuo de adenosina específico (en la posición 1014) se desamina a inosina . Este proceso lo lleva a cabo la enzima celular adenosina desaminasa (ADAR1), que actúa sobre el ARN. Durante la replicación posterior, el residuo modificado forma un par de Watson-Crick con citosina y no con uridina , por lo que la adenosina original en la posición 1014 se reemplaza por guanosina . Lo más probable es que la especificidad de la edición esté determinada por las estructuras primaria y secundaria del ARN del virus de la hepatitis delta [20] .

ADAR1 tiene dos isoformas  , pequeña (ADAR1-S) y grande (ADAR1-L), que comparten el mismo C-terminal. ADAR1-S tiene una representación más amplia, se expresa constantemente y se localiza en el núcleo, mientras que ADAR1-L se encuentra principalmente en el citoplasma y su expresión es estimulada por el interferón . Se descubrió que ADAR1-L era muy eficiente en la edición de transcripciones en el citoplasma; sin embargo, más tarde se demostró que la edición del ARN de HDV ocurre en el núcleo, no en el citoplasma, y ​​está mediada por ADAR1-S, que se localiza allí. Sin embargo, los estudios realizados en 2004 y 2006 mostraron que la edición mejorada del ARN de HDV después del tratamiento con interferón puede deberse a ADAR1-L en lugar de a ADAR1-S [9] .

Como resultado de la edición , el codón de parada UAG , que normalmente completa el marco de lectura abierto, deteniendo la síntesis de proteínas en el residuo de aminoácido 195, se reemplaza por el codón UGG, que codifica el triptófano . Los ARN antigenómicos editados en el curso de la replicación dan lugar a ARN genómicos; estos ARN genómicos son transcritos por la ARN polimerasa II en ARNm modificados. Hasta el 30% del ARNm del virus de la hepatitis delta porta un codón de terminación alterado. A partir de estos ARNm, se sintetiza un péptido más largo de 214 residuos de aminoácidos. Así, el virus de la hepatitis delta tiene dos formas de antígeno: uno pequeño, de 195 residuos de aminoácidos de largo y un peso de 24 kDa , y uno grande, que consta de 214 aminoácidos y tiene una masa de 27 kDa . Los extremos N de las dos formas son iguales, las diferencias están en 19 residuos de aminoácidos en el extremo C [21] [20] . Ambas formas tienen un motivo biespiral en el extremo N , que es necesario para la dimerización . Los dímeros del antígeno delta tienen un motivo rico en arginina que le permite unirse al ARN viral. Sin embargo, hay cuatro residuos de cisteína únicos en el extremo C-terminal extendido de L-HDAg , que son objetivos para la farnesilación . Después de esta modificación postraduccional , L-HDAg puede interactuar con las proteínas de superficie del VHB y, por lo tanto, promover el ensamblaje de nuevas partículas virales [22] .

Tanto la forma pequeña como la grande del antígeno delta contienen una señal de localización nuclear y sitios de unión al ARN. Algunas interacciones del antígeno delta están mediadas por un motivo de hélice enrollada en el extremo N-terminal [23] . A pesar de la similitud del 90 % en las secuencias de aminoácidos, estas dos formas desempeñan papeles diferentes en el desarrollo de una infección viral. El antígeno delta pequeño se requiere para la replicación del ARN viral y funciona en las primeras etapas de la infección, mientras que el antígeno delta grande se requiere para el empaquetamiento del genoma viral y también funciona como un inhibidor de la replicación del ARN viral. Debido a que las dos formas del antígeno delta se expresan en diferentes etapas de la infección viral, la edición del ARN debe estar estrictamente regulada. Los mecanismos de esta regulación son actualmente poco conocidos [20] .

Ribonucleoproteína

El ARN genómico del HDV se une al HDAg y forma una ribonucleoproteína que está presente tanto en las partículas virales como en las células infectadas. Esta ribonucleoproteína es necesaria no sólo para el ensamblaje del virión, sino también para el movimiento del ARN del VHD entre el núcleo y el citoplasma. La estructura y estequiometría de esta ribonucleoproteína es motivo de controversia. Estudios pioneros han demostrado que en el virión, la molécula genómica está asociada con 70 moléculas HDAg, mientras que en el núcleo de las células infectadas, tanto el ARN genómico como antigenómico forman ribonucleoproteínas con 30 moléculas HDAg. Otros estudios demostraron que tanto en los viriones como en las células infectadas hay 200 moléculas de HDAg por molécula de genoma. Sin embargo, estos valores han sido cuestionados por estudios recientes, en los que se encontró que las moléculas del antígeno delta se oligomerizan al unirse al ARN; esto es especialmente importante de considerar cuando el número de moléculas de antígeno por ARN es pequeño. Además, la especificidad de la unión de HDAg al genoma parece estar determinada por su estructura secundaria más que por su estructura primaria [9] .

Ciclo de vida

Penetración celular

El hematotropismo de HDV y su capacidad para replicarse dentro de los hepatocitos se asocian con la coinfección con este último HBV. Si bien el ensamblaje de los viriones de HDV requiere la expresión de glicoproteínas de superficie de HBV en la misma célula, otros aspectos de la replicación de ambos virus son completamente independientes entre sí. A diferencia del VHB, que requiere factores de transcripción específicos del hígado , la replicación del VHD puede ocurrir en una amplia variedad de tipos de células de mamíferos si el genoma del virus se entrega previamente a estas células. Dado que la estructura de la envoltura de HBV y HDV es muy similar, se puede suponer que los mecanismos de unión y penetración en la célula diana serán comunes para estos virus. De hecho, la mayor parte de la información actualmente disponible sobre los mecanismos de entrada del VHB en la célula proviene de modelos de infección por VHD [9] .

Ambos virus requieren L-HBsAg para la infectividad. Las mutaciones específicas en los 75 residuos de aminoácidos N-terminales del dominio Pre-S1 o la inhibición de la miristoilación pueden hacer que el virus sea infeccioso. El dominio de bucle antigénico de S-HBsAg y su patrón de glicosilación también contribuyen a la infectividad , ya que las mutaciones en este dominio pueden suprimir el desarrollo de la infección independientemente del dominio PreS1 [9] .

Para ingresar a una célula, HBV y HDV primero deben adherirse a su superficie; esto se debe a los proteoglicanos celulares heparán sulfatos . La unión de partículas HDV a la célula aumentó más de 15 veces después del tratamiento con polietilenglicol al 4-5 % . Los sulfatos de heparán específicos involucrados en la unión de HDV y HBV aún no se han identificado, aunque en 2015 se demostró que el glipicano-5 es el más importante para este proceso . La etapa de adhesión a la célula es necesaria, pero no suficiente para el desarrollo de la infección; todavía se puede suprimir la entrada en la célula de virus asociados con sulfatos de heparán. Además, después de adherirse a la célula, la penetración adicional del virus en la célula es mucho más lenta. Por ejemplo, después de una interacción de 3 horas de hepatocitos humanos primarios con HDV, más de la mitad de las partículas virales permanecieron en la superficie celular y, por lo tanto, fueron sensibles a la acción de los inhibidores que bloquean la entrada a la célula (por ejemplo, un péptido correspondiente a una parte del dominio PreS1 en el extremo N-terminal de L-HBsAg) [24] . Se ha demostrado que la unión de HDV y HBV a la célula fue bloqueada por la suramina , por lo que los receptores purinérgicos [9] pueden estar involucrados en el proceso de unión .

En 2012, se estableció que el receptor funcional para HBV y HDV es el péptido contransportador de tauroclorato de sodio (hNTCP, codificado por el gen SLC10A1 ). El NTCP se encuentra en la membrana basolateral de los hepatocitos y participa en el movimiento intrahepático de las sales biliares . La infección viral parece ser mantenida por los aminoácidos involucrados en la unión de ácidos biliares (en lugar de aquellos involucrados en la unión de sodio). La interacción entre NTCP y HBV/HDV parece estar mediada por los 75 residuos de aminoácidos N-terminales en el dominio PreS1 de las proteínas de la superficie viral y el sitio de unión en NTCP ubicado en la hélice 5 en la capa externa de la membrana celular . Dado que el VHD puede replicarse en muchos tipos de células (no solo en los hepatocitos humanos), si su genoma se introduce correctamente en la célula, se ha demostrado recientemente que los ratones transgénicos hNTCP son ​​capaces de infectar el VHD [9] .

Transporte nuclear

El VHB ingresa a la célula por endocitosis dependiente de clatrina y pasa a través de los endosomas tempranos y tardíos sin verse afectado por la acidificación y la actividad de la proteasa . No hay evidencia de esto para HDV, aunque se ha demostrado que L-HDAg puede actuar como una proteína cuando interactúa con la clatrina. Las etapas del transporte nuclear de la ribonucleoproteína de HDV después de ingresar a la célula y desenvolver el genoma no se comprenden completamente. El movimiento de la ribonucleoproteína del HDV entre el citoplasma y el núcleo puede ocurrir con la participación de HDAg y su interacción con las importinas [9] . Nuclecapsid se transfiere al núcleo debido a la señal de localización nuclear presente en el antígeno delta [25] .

Replicación y síntesis de proteínas

Durante la replicación, el ARN antigenómico reside exclusivamente en el núcleo y se sintetiza en el nucléolo , mientras que las moléculas de ARN genómico sintetizadas en el nucleoplasma pueden entrar en otro ciclo de replicación en el núcleo o ser exportadas al citoplasma para ensamblar nuevas partículas virales [9] [26]. .

HDV se duplica mediante la replicación de ARN dependiente de ARN en un mecanismo de doble anillo rodante que involucra polimerasas de ARN dependientes de ADN celular que parecen cambiar su especificidad (de ADN a ARN). El mecanismo de replicación de doble anillo rodante es similar a la replicación simétrica de anillo rodante en los viroides, pero incluye la etapa de síntesis de ARNm. Se basa en dos moldes circulares de ARN de diferente polaridad (genoma y antígeno) e incluye la formación de transcritos lineales multiméricos como intermediarios [9] .

Se requieren tres actividades enzimáticas para la replicación del ARN de HDV:

A diferencia de algunos virus de ARN con genomas más grandes, el VHD no tiene su propia polimerasa de ARN dependiente de ARN. Además, a diferencia de otros virus satélite, HDV no utiliza la polimerasa de un virus auxiliar (es decir, un virus que solo puede formar viriones HDV en presencia de este) y, por lo tanto, depende completamente de las enzimas de la célula huésped . Existe alguna evidencia de que la ARN polimerasa II está involucrada en la replicación del VHD . En primer lugar, los ARNm de HDV tienen una tapa en el extremo 5' y una cola poli(A) en el extremo 3', como los ARNm celulares; en segundo lugar, la transcripción del ARN del VHD se suprime con pequeñas dosis de α-amanitina  , un inhibidor de la ARN polimerasa II; finalmente, la ARN polimerasa II puede unirse tanto al ARN del HDV genómico como al antigenómico. Existe evidencia de que la síntesis de ARN antigenómico demuestra cierta resistencia a la α-amanitina, por lo tanto, es posible que la ARN polimerasa I también participe en la transcripción . Se ha demostrado que tanto la ARN polimerasa I como la ARN polimerasa III pueden interactuar con el ARN del HDV, y la síntesis del genoma y antigenoma puede ocurrir en diferentes áreas del núcleo [27] [9] .

Una de las diferencias entre la transcripción y la replicación del ARN genómico de este virus radica en las enzimas utilizadas. Además, se ha demostrado que la transcripción y la replicación comienzan en diferentes sitios y, por lo tanto, utilizan diferentes polimerasas de ARN. Además, el mecanismo responsable de la replicación del genoma no reconoce la señal de escisión/poliadenilación que se requiere para la maduración del extremo 3' del ARNm. Se sabe que la ARN polimerasa I, que transcribe los genes de ARNr en la célula , no interacciona con los factores celulares implicados en el corte y la poliadenilación de los transcritos de ARN polimerasa II. Esto puede explicar el hecho de que los ARN antigenómicos multiméricos resultantes de la replicación en anillo rodante usando ARN genómico como molde no se escinden en la señal de poliadenilación [27] .

De acuerdo con una interpretación alternativa de los datos experimentales, la ARN polimerasa II se usa tanto para la replicación como para la transcripción. Este modelo sugiere que la señal de poliadenilación no es reconocida por los factores de corte celular en todos los casos, lo que hace posible sintetizar plantillas de antigenoma multimérico y ARNm de 800 nucleótidos utilizando la misma ARN polimerasa celular. Sin embargo, este modelo no explica la insensibilidad de la síntesis de plantillas antigenómicas a la α-amanitina [20] .

Aunque queda por establecer el papel específico de las polimerasas individuales en la replicación de HDV, está claro que HDV es capaz de hacer que la ARN polimerasa dependiente de ADN trabaje con el ARN. Los mecanismos de este cambio no están claros en gran medida. Probablemente, S-HDAg está involucrado en cambiar la especificidad de la ARN polimerasa II. Puede unirse a la ARN polimerasa II y mejorar la transcripción ya sea estimulando directamente la elongación o neutralizando los efectos inhibitorios. Además, interactúa bioquímicamente con 9 de las 12 subunidades de la ARN polimerasa II. Quizás esta interacción no se limite solo a la ARN polimerasa II, ya que S-HDAg interactúa y/o se colocaliza con proteínas nucleolares (incluidas la nucleofosmina y la nucleolina ), lo que puede servir como confirmación adicional de la participación de la ARN polimerasa I en la replicación de HDV [9] . También es posible que la enzima dependiente del ADN funcione con el ARN genómico debido a su estructura en forma de barra parcialmente bicatenaria [27] .

El ARNm del VHD tiene un único marco de lectura abierto que codifica el antígeno delta [5] . La presencia de sitios de iniciación de la transcripción o promotores en el ARN de HDV es motivo de controversia. Se ha demostrado que la región 5'-terminal del ARNm de HDAg coincide con uno de los extremos del ARN genómico en forma de barra, tiene una estructura secundaria compleja y puede desempeñar un papel importante en la replicación de HDV [9] .

Las moléculas genómicas y antigenómicas se forman cortando precursores poli u oligoméricos lineales. Este corte lo realiza una ribozima, presente tanto en el genoma como en el antigenoma. Para el cierre de los monómeros en un anillo (genoma o antígeno), es necesaria la actividad ligasa. Mientras que algunos estudios han demostrado la implicación de la célula huésped en esta ligasa, dado que la ligadura del ARN del VHD sólo se produce en células de mamíferos, otro trabajo ha demostrado la capacidad de las secuencias de ribozima del VHD para autoligarse [9] .

Ensamblaje de viriones

Para la formación de un virión de HDV, la ribonucleoproteína de HDV debe estar recubierta con al menos S- y L-HBsAg, por lo que el ensamblaje de partículas de HDV solo es posible en células coinfectadas con HBV. Hay muchas preguntas sin respuesta con respecto al ensamblaje de partículas HDV y su liberación de la célula. A diferencia del VHB, que requiere el dominio citoplásmico del HBsAg, incluida la unión entre PreS1 y PreS2, para liberar partículas, el VHD no lo requiere. En base a esto, se ha sugerido que el VHD utiliza preferentemente la vía de liberación del aparato de Golgi para las partículas subvirales en lugar del cuerpo multivesicular como el VHB. Es posible que la clatrina esté involucrada en la exportación de viriones HDV. Para la formación de una envoltura alrededor de la ribonucleoproteína de HDV, es necesaria la farnesilación de la región C-terminal de L-HDAg, ya que controla la interacción con la región S de HBsAg. Farnesylation implica la unión de una cadena de 15 átomos de carbono al C 211 XXQ-box motivo presente en el extremo C-terminal de L-HDAg y conservado entre todos los genotipos de HDV [ 9] .

Interacción con proteínas celulares

HDV RNA interactúa con varios factores de proteína de la célula huésped para maximizar su infectividad. La interacción puede ser directa o indirecta a través de la interacción de HDAgs con ellos. HDAg puede sufrir varias modificaciones postraduccionales , que incluyen fosforilación , acetilación , metilación , sumoilación y farnesilación, lo que le permite interactuar con varias proteínas celulares y regular la infectividad del virus. Un ejemplo interesante es la interacción de HDAg con el factor de transcripción YY1 , que induce el ensamblaje del complejo CBP / p300 (dos proteínas que contienen bromodominio ) y, por lo tanto, mejora la replicación de HDV [28] .

Las diferentes etapas del ciclo de vida de HDV también pueden verse influenciadas por la interacción directa del ARN con las proteínas. La gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa (GADPH) es una enzima que normalmente participa en el metabolismo de la glucosa . Sin embargo, su interacción con el ARN genómico o antigenómico del HDV hace que esta proteína se desplace hacia el núcleo y aumente la actividad ribozima del virus. En la infección por HDV, el GADPH parece actuar como un chaperón molecular , desenrollando el ARN viral en una conformación que contiene un pseudonudo doble y, por lo tanto, mejora el autocorte [28] .

Otro ejemplo de la interacción directa del ARN de HDV con las proteínas celulares es la interacción de los tres ARN de HDV con PKR  , una cinasa que activa varios factores celulares, incluido eIF2a  , un factor importante en el complejo de preiniciación de la traducción , que juega un papel importante en la inmunidad innata . La interacción con el ARN del HDV activa la PKR, aunque esta proteína suele interactuar con los ARN de doble cadena, pero no con los de una sola cadena. Quizás las regiones de doble cadena contenidas en el ARN de HDV sean suficientes para esta interacción. La siguiente tabla enumera otras proteínas celulares (además de las polimerasas de ARN antes mencionadas) con las que interactúa el HDV [28] .

Proteína Función en una célula sana Función prevista para HDV
GADPH Metabolismo de la glucosa Mejora la actividad de la ribozima HDV
PKR Transmisión Modificaciones postraduccionales
PSF procesamiento de pre-ARNm Compromiso del ARN del VHD con la ARN polimerasa II
p54 _ procesamiento de pre-ARNm ?
hnRNPL procesamiento de pre-ARNm ?
PPA Empalme de pre-ARNm ?
eEF1A1 Transmisión ?
NUMA1 Estabilización del husillo ?
ANKS6 ? ?
FBXL-17 complejo de ubiquitina ?

Asociación con enfermedades

En los seres humanos, el VHD provoca una enfermedad hepática grave llamada hepatitis D. Los síntomas de la hepatitis D son los mismos que los de la hepatitis B, pero son mucho más graves. Además, las personas con hepatitis D tienen un riesgo mucho mayor de desarrollar cirrosis hepática . El curso de la enfermedad puede depender del genotipo del virus de la hepatitis delta: una infección causada por un virus del genotipo 1 se caracteriza por un curso más grave que las causadas por virus de los genotipos 2 y 4. Además, las proteínas del delta el virus de la hepatitis puede causar cambios en el proteoma de las células hepáticas que contribuyen a su transformación maligna; por lo tanto, la hepatitis D puede ser la base del carcinoma hepatocelular [9] [29] . Además, el tratamiento de la hepatitis D con interferón a menudo conduce a trastornos tiroideos [30] .

Se ha demostrado la posibilidad de participación del virus delta de la hepatitis en el desarrollo de enfermedades hepáticas autoinmunes, como el síndrome de Sjögren [31] .

Modelos experimentales

Después del descubrimiento del virus de la hepatitis delta, se utilizaron modelos tanto in vitro como in vivo para su estudio posterior [9] .

in vitro

Como se indicó anteriormente, HDV, a diferencia de HBV, puede replicarse en una amplia variedad de tipos de células de mamíferos si se les entrega el genoma viral, y no solo en los hepatocitos. La mayoría de los estudios de replicación viral se han realizado en modelos in vitro de transfección de líneas celulares de carcinoma hepatocelular (incluyendo Huh7 , HepG2 ). Sin embargo, las proteínas del VHB son necesarias para el ensamblaje de partículas virales, por lo que a menudo se lleva a cabo la cotransfección con plásmidos que codifican proteínas de superficie del VHB [9] .

Hasta hace poco, solo los hepatocitos humanos primarios diferenciados (PHH), los hepatocitos de chimpancé o tupai y las células HepaRG no transformadas han sido capaces de infectar el VHD. Sin embargo, trabajar con estas células fue muy difícil, además, hubo problemas con la reproducibilidad de los experimentos. La identificación de hNTCP como receptor de HDV ha cambiado la situación, ya que ha permitido que HDV infecte células más viables [9] .

En vivo

Aunque el huésped natural del virus de la hepatitis delta son los humanos, algunos mamíferos también son susceptibles a este virus. El VHD se ha estudiado ampliamente en chimpancés utilizando el VHB como virus auxiliar, así como en marmotas ( se utilizó el hepadnavirus de marmota como virus auxiliar ). Además, se han utilizado tupaya , monos lanudos y, más recientemente, murciélagos malayos susceptibles al VHB para estudiar el VHD. Hasta la fecha, ha desarrollado una variedad de modelos de ratón para el estudio de HDV [9] .

Uso

La ribozima delta del virus de la hepatitis se utiliza para crear elementos reguladores artificiales que modulan la expresión génica. Por ejemplo, para regular la expresión del gen MAP4K4 , se creó una construcción a partir de la ribozima HDV regulada alostéricamente con un aptámero de teofilina incrustado que, junto con el microARN primario , puede silenciar el gen MAP4K4 en las células hepáticas a nivel de ARN. a través de la interferencia de ARN [32] .

Notas

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Literatura