Vírus de Epstein Barr - Epstein–Barr virus

Gammaherpesvirus 4 humano
Imagem microscópica eletrônica de dois vírions do vírus Epstein-Barr (partículas virais) mostrando capsídeos redondos (material genético envolto em proteína) vagamente circundado pelo envelope da membrana
Micrografia eletrônica de dois vírions de Epstein-Barr (partículas virais) mostrando capsídeos redondos vagamente circundados pelo envelope de membrana
Classificação de vírus e
(não classificado): Vírus
Reino : Duplodnaviria
Reino: Heunggongvirae
Filo: Peploviricota
Classe: Herviviricetes
Pedido: Herpesvirales
Família: Herpesviridae
Gênero: Linfocryptovirus
Espécies:
Gammaherpesvirus 4 humano
Sinônimos
  • Vírus de Epstein Barr
  • Herpesvírus humano 4
  • HHV-4
  • EBV

O vírus Epstein-Barr ( EBV ), formalmente denominado Human gammaherpesvirus 4 , é um dos nove tipos conhecidos de herpesvírus humano na família do herpes e é um dos vírus mais comuns em humanos. O EBV é um vírus de DNA de fita dupla .

É mais conhecida como a causa da mononucleose infecciosa ("mono" ou "febre glandular"). Também está associada a várias doenças linfoproliferativas não malignas, pré -malignas e malignas associadas ao vírus Epstein-Barr , como linfoma de Burkitt , linfo-histiocitose hemofagocítica e linfoma de Hodgkin ; malignidades não linfóides, como câncer gástrico e carcinoma nasofaríngeo ; e condições associadas ao vírus da imunodeficiência humana , como leucoplasia pilosa e linfomas do sistema nervoso central . O vírus também está associado aos distúrbios infantis da síndrome de Alice no País das Maravilhas e ataxia cerebelar aguda e, com base em algumas evidências, maiores riscos de desenvolver certas doenças autoimunes , especialmente dermatomiosite , lúpus eritematoso sistêmico , artrite reumatoide , síndrome de Sjögren e esclerose múltipla . Acredita-se que cerca de 200.000 casos de câncer por ano sejam atribuíveis ao EBV.

A infecção por EBV ocorre pela transferência oral de saliva e secreções genitais. A maioria das pessoas fica infectada com EBV e ganha imunidade adaptativa . Nos Estados Unidos, cerca de metade de todas as crianças de cinco anos e cerca de 90% dos adultos apresentam evidências de infecção anterior. Os bebês tornam-se suscetíveis ao EBV assim que a proteção materna com anticorpos desaparece. Muitas crianças são infectadas com EBV e essas infecções geralmente não causam sintomas ou são indistinguíveis de outras doenças leves e breves da infância. Nos Estados Unidos e em outros países desenvolvidos, muitas pessoas não são infectadas pelo EBV na infância. Quando a infecção por EBV ocorre durante a adolescência, causa mononucleose infecciosa de 35 a 50% das vezes.

O EBV infecta células B do sistema imunológico e células epiteliais . Depois que a infecção lítica inicial do EBV é controlada, a latência do EBV persiste nas células B do indivíduo pelo resto da vida.

Virologia

Diagrama simplificado da estrutura do EBV

Estrutura e genoma

O vírus tem cerca de 122-180 nm de diâmetro e é composto por uma dupla hélice de ácido desoxirribonucléico (DNA) que contém cerca de 172.000 pares de bases e 85 genes . O DNA é circundado por um nucleocapsídeo proteico , que é circundado por um tegumento feito de proteína, que por sua vez é circundado por um envelope contendo lipídios e projeções superficiais de glicoproteínas , essenciais para a infecção da célula hospedeira . Em julho de 2020, uma equipe de pesquisadores relatou o primeiro modelo atômico completo do nucleocapsídeo do vírus. Este "primeiro modelo atômico completo [inclui] o capsídeo icosaédrico, o complexo do tegumento associado ao capsídeo (CATC) e o portal dodecamérico - o aparelho de translocação do genoma viral."

Tropismo

O termo tropismo viral se refere aos tipos de células que o EBV infecta. O EBV pode infectar diferentes tipos de células, incluindo células B e células epiteliais .

Os complexos de glicoproteínas virais de três partes de gHgL gp42 medeiam a fusão da membrana das células B; embora os complexos de duas partes de gHgL medeiem a fusão da membrana da célula epitelial. O EBV que é produzido nas células B tem um baixo número de complexos gHgLgp42, porque esses complexos de três partes interagem com as moléculas de classe II humano-leucócito-antígeno presentes nas células B no retículo endoplasmático e são degradadas. Em contraste, o EBV das células epiteliais são ricos em complexos de três partes porque essas células normalmente não contêm moléculas HLA de classe II. Como consequência, o EBV produzido a partir de células B é mais infeccioso para as células epiteliais e o EBV produzido a partir de células epiteliais é mais infeccioso para as células B. Os vírus sem a porção gp42 são capazes de se ligar às células B humanas, mas não conseguem infectar.

Ciclo de replicação

O ciclo de replicação do EBV

Entrada para a célula

O EBV pode infectar células B e células epiteliais. Os mecanismos para entrar nessas duas células são diferentes.

Para entrar nas células B, a glicoproteína viral gp350 se liga ao receptor celular CD21 (também conhecido como CR2). Então, a glicoproteína viral gp42 interage com as moléculas celulares MHC de classe II . Isso desencadeia a fusão do envelope viral com a membrana celular, permitindo que o EBV entre na célula B. O CD35 humano, também conhecido como receptor do complemento 1 (CR1), é um fator de ligação adicional para gp350 / 220 e pode fornecer uma rota para a entrada de EBV em células CD21-negativas, incluindo células B imaturas. A infecção por EBV diminui a expressão de CD35.

Para entrar nas células epiteliais, a proteína viral BMRF-2 interage com as integrinas β1 celulares . Em seguida, interage proteína viral gH / GL com celulares .v6 / αvβ8 integrinas. Isso desencadeia a fusão do envelope viral com a membrana da célula epitelial, permitindo que o EBV entre na célula epitelial. Ao contrário da entrada nas células B, a entrada nas células epiteliais é, na verdade, impedida pela glicoproteína viral gp42.

Uma vez que o EBV entra na célula, o capsídeo viral se dissolve e o genoma viral é transportado para o núcleo da célula .

Replicação lítica

O ciclo lítico , ou infecção produtiva, resulta na produção de vírions infecciosos . O EBV pode sofrer replicação lítica tanto nas células B quanto nas células epiteliais. Em células B, a replicação lítica normalmente só ocorre após a reativação da latência . Em células epiteliais, a replicação lítica freqüentemente segue diretamente a entrada viral .

Para que a replicação lítica ocorra, o genoma viral deve ser linear. O genoma do EBV latente é circular, por isso deve se linearizar no processo de reativação lítica. Durante a replicação lítica, a DNA polimerase viral é responsável por copiar o genoma viral. Isso contrasta com a latência, na qual a DNA polimerase da célula hospedeira copia o genoma viral.

Os produtos do gene lítico são produzidos em três estágios consecutivos: imediato - precoce, precoce e tardio. Produtos de genes líticos imediatos iniciais atuam como transativadores , aumentando a expressão de genes líticos posteriores. Os produtos do gene lítico imediato incluem BZLF1 (também conhecido como Zta, EB1, associado ao seu gene de produto ZEBRA ) e BRLF1 (associado ao seu gene de produto Rta ). Os primeiros produtos do gene lítico têm muito mais funções, como replicação, metabolismo e bloqueio do processamento do antígeno . Os primeiros produtos do gene lítico incluem BNLF2 . Finalmente, os produtos do gene lítico tardio tendem a ser proteínas com funções estruturais, como o VCA , que forma o capsídeo viral . Outros produtos do gene lítico tardio, como o BCRF1, ajudam o EBV a escapar do sistema imunológico.

EGCG , um polifenol do chá verde , demonstrou, em um estudo, inibir a infecção lítica espontânea por EBV no DNA, a transcrição do gene e os níveis de proteína de maneira dependente do tempo e da dose ; a expressão dos genes líticos de EBV Zta, Rta e do complexo de antígeno precoce EA-D (induzido por Rta ), no entanto, o gene EBNA-1 altamente estável encontrado em todos os estágios da infecção por EBV não é afetado. Inibidores específicos (para as vias) sugerem que a via Ras / MEK / MAPK contribui para a infecção lítica por EBV através da via BZLF1 e PI3-K através de BRLF1, a última anulando completamente a capacidade de um vetor de adenovírus BRLF1 de induzir a forma lítica de infecção por EBV. Além disso, a ativação de alguns genes, mas não de outros, está sendo estudada para determinar como induzir a destruição imunológica de células B infectadas latentemente pelo uso de TPA ou butirato de sódio .

Latência

Ao contrário da replicação lítica, a latência não resulta na produção de vírions. Em vez disso, o DNA circular do genoma do EBV reside no núcleo da célula como um epissoma e é copiado pela DNA polimerase celular . Na latência, apenas uma parte dos genes do EBV são expressos . O EBV latente expressa seus genes em um dos três padrões, conhecidos como programas de latência. O EBV pode persistir latentemente nas células B e células epiteliais , mas diferentes programas de latência são possíveis nos dois tipos de células.

O EBV pode exibir um dos três programas de latência: Latency I, Latency II ou Latency III. Cada programa de latência leva à produção de um conjunto limitado e distinto de proteínas virais e RNAs virais .

Gene Expressed EBNA-1 EBNA-2 EBNA-3 A EBNA-3 B EBNA-3 C EBNA-LP LMP-1 LMP-2 A LMP-2 B EBER
produtos Proteína Proteína Proteína Proteína Proteína Proteína Proteína Proteína Proteína ncRNAs
Latência I + - - - - - - - - +
Latência II + - - - - + + + + +
Latência III + + + + + + + + + +

Além disso, é postulado um programa no qual toda a expressão da proteína viral é desligada (Latência 0).

Dentro das células B, todos os três programas de latência são possíveis. A latência do EBV dentro das células B geralmente progride da Latência III para a Latência II para a Latência I. Cada estágio de latência influencia exclusivamente o comportamento das células B. Ao infectar uma célula B ingênua em repouso , o EBV entra na Latência III. O conjunto de proteínas e RNAs produzidos na Latência III transforma a célula B em uma explosão em proliferação (também conhecida como ativação de célula B). Posteriormente, o vírus restringe sua expressão gênica e entra em Latência II. O conjunto mais limitado de proteínas e RNAs produzidos na Latência II induz a célula B a se diferenciar em uma célula B de memória . Finalmente, o EBV restringe a expressão do gene ainda mais e entra na Latência I. A expressão do EBNA-1 permite que o genoma do EBV se replique quando a célula B de memória se divide.

Dentro das células epiteliais, apenas Latência II é possível.

Na infecção primária, o EBV se replica nas células epiteliais da orofaringe e estabelece infecções de Latência III, II e I nos linfócitos B. A infecção latente de linfócitos B por EBV é necessária para a persistência do vírus, a replicação subsequente nas células epiteliais e a liberação do vírus infeccioso na saliva. Infecções por EBV Latência III e II de linfócitos B, infecção por Latência II de células epiteliais orais e infecção por Latência II de células NK ou T podem resultar em doenças malignas, marcadas pela presença uniforme do genoma do EBV e expressão gênica.

Reativação

O EBV latente nas células B pode ser reativado para mudar para a replicação lítica . Sabe-se que isso acontece in vivo , mas o que o desencadeia não é conhecido com precisão. In vitro , o EBV latente nas células B pode ser reativado estimulando o receptor da célula B, portanto, a reativação in vivo provavelmente ocorre quando as células B infectadas latentemente respondem a infecções não relacionadas. In vitro , o EBV latente nas células B também pode ser reativado pelo tratamento das células com butirato de sódio ou 12-O-tetradecanoilforbol-13-acetato .

Transformação de linfócitos B

Quando o EBV infecta as células B in vitro , eventualmente surgem linhas de células linfoblastóides que são capazes de crescimento indefinido. A transformação do crescimento dessas linhas celulares é consequência da expressão da proteína viral.

EBNA-2, EBNA-3C e LMP-1 são essenciais para a transformação, enquanto EBNA-LP e os EBERs não são.

Após a infecção natural com EBV, acredita-se que o vírus execute parte ou todo o seu repertório de programas de expressão gênica para estabelecer uma infecção persistente. Dada a ausência inicial de imunidade do hospedeiro , o ciclo lítico produz um grande número de vírions para infectar outros (presumivelmente) linfócitos B dentro do hospedeiro.

Os programas latentes reprogramam e subvertem os linfócitos B infectados para proliferar e trazer as células infectadas para os locais onde o vírus presumivelmente persiste. Eventualmente, quando a imunidade do hospedeiro se desenvolve, o vírus persiste desativando a maioria (ou possivelmente todos) de seus genes, reativando apenas ocasionalmente para produzir vírions frescos. Um equilíbrio é finalmente alcançado entre a reativação viral ocasional e a vigilância imunológica do hospedeiro removendo as células que ativam a expressão do gene viral.

O local de persistência do EBV pode ser a medula óssea . Pacientes EBV-positivos que tiveram sua própria medula óssea substituída por medula óssea de um doador EBV-negativo são considerados EBV-negativos após o transplante .

Antígenos latentes

Todas as proteínas nucleares de EBV são produzidas por splicing alternativo de um transcrito começando nos promotores Cp ou Wp na extremidade esquerda do genoma (na nomenclatura convencional). Os genes são ordenados EBNA-LP / EBNA-2 / EBNA-3A / EBNA-3B / EBNA-3C / EBNA-1 dentro do genoma.

O códon de iniciação da região de codificação EBNA-LP é criado por uma emenda alternativa do transcrito da proteína nuclear. Na ausência deste códon de iniciação, EBNA-2 / EBNA-3A / EBNA-3B / EBNA-3C / EBNA-1 será expresso dependendo de qual desses genes é alternativamente spliced ​​no transcrito.

Proteína / genes

Proteína / gene / antígeno Estágio Descrição
EBNA-1 latente + lítico A proteína EBNA-1 se liga a uma origem de replicação (oriP) dentro do genoma viral e medeia a replicação e partição do epissoma durante a divisão da célula hospedeira. É a única proteína viral expressa durante a latência do grupo I.
EBNA-2 latente + lítico EBNA-2 é o principal transativador viral .
EBNA-3 latente + lítico Esses genes também se ligam à proteína hospedeira RBP-Jκ .
LMP-1 latente LMP-1 é uma proteína transmembrana de seis períodos que também é essencial para a transformação de crescimento mediada por EBV.
LMP-2 latente LMP-2A / LMP-2B são proteínas transmembrana que atuam para bloquear a sinalização da tirosina quinase .
EBER latente EBER-1 / EBER-2 são pequenos RNAs nucleares, que se ligam a certas partículas de nucleoproteínas, permitindo a ligação a PKR (serina dependente de dsRNA / proteína quinase treonina), inibindo assim sua função. EBERs são de longe os produtos de EBV mais abundantes transcritos em células infectadas por EBV. Eles são comumente usados ​​como alvos para a detecção de EBV em tecidos histológicos. As partículas de ER também induzem a produção de IL-10, que aumenta o crescimento e inibe as células T citotóxicas.
v-snoRNA1 latente O vírus Epstein-Barr snoRNA1 é um CD-snoRNA de caixa gerado pelo vírus durante a latência. V-snoRNA1 pode atuar como um precursor do tipo miRNA que é processado em fragmentos de RNA de 24 nucleotídeos que têm como alvo o 3'UTR do mRNA da DNA polimerase viral.
ebv-sisRNA latente Ebv-sisRNA-1 é um RNA de sequência intrônica estável gerado durante o programa de latência III. Depois dos EBERs , é o terceiro pequeno RNA mais abundante produzido pelo vírus durante este programa.
miRNAs latente Os microRNAs de EBV são codificados por dois transcritos, um definido no gene BART e outro próximo ao cluster BHRF1 . Os três BHRF1 pri-miRNAS (gerando quatro miRNAs) são expressos durante a latência do tipo III, enquanto o grande agrupamento de BART miRNAs (até 20 miRNAs) são expressos durante a latência do tipo II. As funções desses miRNAs são atualmente desconhecidas.
EBV-EA lítico antígeno precoce
EBV-MA lítico antígeno de membrana
EBV-VCA lítico antígeno do capsídeo viral
EBV-AN lítico nuclease alcalina

Subtipos de EBV

O EBV pode ser dividido em dois tipos principais, EBV tipo 1 e EBV tipo 2. Esses dois subtipos têm genes EBNA-3 diferentes . Como resultado, os dois subtipos diferem em suas capacidades de transformação e capacidade de reativação. O tipo 1 é dominante na maior parte do mundo, mas os dois tipos são igualmente prevalentes na África . Pode-se distinguir o EBV tipo 1 do EBV tipo 2 cortando o genoma viral com uma enzima de restrição e comparando os padrões de digestão resultantes por eletroforese em gel .

Papel na doença

O EBV causa mononucleose infecciosa . Crianças infectadas com EBV têm poucos sintomas ou podem parecer assintomáticas, mas quando a infecção é retardada até a adolescência ou idade adulta, pode causar fadiga , febre , inflamação da garganta , aumento dos gânglios linfáticos no pescoço, aumento do baço , aumento do fígado ou erupção cutânea. A síndrome da fadiga crônica pós-infecciosa também foi associada à infecção por EBV.

O EBV também foi implicado em várias outras doenças, incluindo linfoma de Burkitt , linfo-histiocitose hemofagocítica , linfoma de Hodgkin , câncer de estômago , carcinoma nasofaríngeo , esclerose múltipla e granulomatose linfomatóide . Especificamente, foi demonstrado que as células B infectadas com EBV residem nas lesões cerebrais de pacientes com esclerose múltipla . Outras doenças que foram associadas ao EBV incluem a síndrome de Gianotti-Crosti , eritema multiforme , úlceras genitais agudas, leucoplasia pilosa oral . A infecção viral também está associada e frequentemente contribui para o desenvolvimento de uma ampla gama de doenças linfoproliferativas não malignas , como reações alérgicas de hipersensibilidade grave à picada de mosquito , úlceras mucocutâneas positivas para o vírus Epstein-Barr e hidroa vacciniforme , bem como maligno doenças linfoproliferativas tais como linfoma de Epstein-Barr virus-positivo de Burkitt , linfoma de Hodgkin positivo vírus de Epstein-Barr , e linfoma primário .

O vírus Epstein-Barr foi implicado em distúrbios relacionados à agregação de alfa-sinucleína (por exemplo, doença de Parkinson , demência com corpos de Lewy e atrofia de múltiplos sistemas ).

História

O vírus Epstein-Barr foi nomeado em homenagem a Michael Anthony Epstein e Yvonne Barr , que descobriram o vírus junto com Bert Achong . Em 1961, Epstein, um patologista e microscopista eletrônico especialista , assistiu a uma palestra sobre "O câncer infantil mais comum na África tropical - uma síndrome até então não reconhecida" por Denis Parsons Burkitt , um cirurgião atuando em Uganda , na qual Burkitt descreveu a "variante endêmica" (forma pediátrica) da doença que leva seu nome . Em 1963, um espécime foi enviado de Uganda para o Hospital Middlesex para ser cultivado. Partículas de vírus foram identificadas nas células em cultura e os resultados foram publicados no The Lancet em 1964 por Epstein, Achong e Barr. As linhas celulares foram enviadas para Werner e Gertrude Henle no Hospital Infantil da Filadélfia, que desenvolveram marcadores sorológicos . Em 1967, um técnico de seu laboratório desenvolveu mononucleose e eles puderam comparar uma amostra de soro armazenada, mostrando que se desenvolveram anticorpos para o vírus. Em 1968, eles descobriram que o EBV pode imortalizar diretamente as células B após a infecção, imitando algumas formas de infecções relacionadas ao EBV, e confirmaram a ligação entre o vírus e a mononucleose infecciosa.

Pesquisar

Como um vírus relativamente complexo, o EBV ainda não é totalmente compreendido. Laboratórios em todo o mundo continuam a estudar o vírus e a desenvolver novas maneiras de tratar as doenças que ele causa. Uma forma popular de estudar o EBV in vitro é usar cromossomos artificiais bacterianos . O vírus Epstein-Barr pode ser mantido e manipulado em laboratório em latência contínua (uma propriedade compartilhada com o herpesvírus associado ao sarcoma de Kaposi , outro dos oito herpesvírus humanos). Embora se presuma que muitos vírus tenham essa propriedade durante a infecção de seus hospedeiros naturais, não existe um sistema facilmente gerenciado para estudar essa parte do ciclo de vida viral. Os estudos genômicos do EBV foram capazes de explorar a reativação lítica e a regulação do epissoma viral latente.

Embora sob pesquisa ativa, uma vacina contra o vírus Epstein-Barr ainda não está disponível. O desenvolvimento de uma vacina eficaz pode prevenir até 200.000 cânceres globalmente por ano. Como outro herpesvírus humano , Epstein-Barr pode permitir a erradicação por meio de um curso de valaciclovir pró-droga , mas mais pesquisas são necessárias para determinar se a erradicação é realmente viável. Os agentes antivirais atuam inibindo a replicação do DNA viral, mas há poucas evidências de que sejam eficazes contra o vírus Epstein-Barr. Além disso, são caros, podem causar resistência aos antivirais e (em 1% a 10% dos casos) podem causar efeitos colaterais desagradáveis .

Veja também

Referências

links externos