Parvovirus

Den aktuella versionen av sidan har ännu inte granskats av erfarna bidragsgivare och kan skilja sig väsentligt från versionen som granskades den 3 oktober 2019; kontroller kräver 4 redigeringar .
Parvovirus
vetenskaplig klassificering
Grupp:Virus [1]Rike:MonodnaviriaRike:ShotokuviraeSorts:cossaviricotaKlass:QuintoviricetesOrdning:PiccoviralesFamilj:Parvovirus
Internationellt vetenskapligt namn
Parvoviridae
Underfamiljer
  • Densovirinae
  • Parvovirinae
Baltimore-gruppen
II: ssDNA-virus

Parvovirus [2] ( lat.  Parvoviridae , från lat.  parvus  - liten) - en familj av de minsta DNA- innehållande sfäriska virusen , utan ett lipoproteinskal. Virioner har en diameter på 18-26 nm och innehåller 60 kapsomerer, typen av symmetri är icosahedral T1. Virusgenomet innehåller enkelsträngat DNA (omkring 5 kb genom), vanligtvis med två öppna translationsramar. Läsramen som ligger vid 5'-änden av genomet kodar för icke-strukturella proteiner, medan virionproteiner kodas närmare 3'-änden av genomet. Hårnålsstrukturer bildas i ändarna av genomet [3] [4] .

Byggnad

Parvovirusvirioner är isometriska partiklar utan hölje med kubisk symmetri 25 nm i diameter. Dessa är ganska små djurvirus. Kapsiden av parvovirus består av 32 kapsomerer med en diameter på 3-4 nm. Parvovirus innehåller enkelsträngat linjärt DNA 5,2 ton i storlek (19-32% av massan av virioner). Parvovirus innehåller 63-81% proteiner. En jämförande analys av vissa autonoma parvovirus avslöjade skillnader i deras strukturella proteiner. Parvovirus från hundar (PVA), grisar (PVAv), katter (PVA) och möss (PVM) innehåller tre strukturella polypeptider VP1, VP2, VP3 med en molekylvikt av 79-82 respektive; 65-66 och 62-63 kD. Bovint parvovirus innehåller fyra polypeptider VP1, VP2, VP3 och VP4 med en molekylvikt på 74,5 respektive; 67, 62 och 57 kD. Det bör noteras att fyra strukturella polypeptider (81, 70, 66 och 62 kD) också hittades i det porcina parvoviruset isolerat från diarré (stam H-45). Huvudproteinet i parvovirus från däggdjur är VP3, som står för cirka 80 % av massan av virionproteiner.

Kapsiden innehåller 60 VP2-proteinmolekyler (65 kD) och ett litet antal VP1-molekyler (84 kD). VP1 och VP2 bildas genom alternativ splitsning av ett mRNA och hela VP2-sekvensen. Det tredje strukturella proteinet VP3 bildas i kompletta (DNA-innehållande) kapsider genom klyvning av 15–20 aminosyror från aminoterminalen av VP2. Parvovirusreproduktionens beroende av cellcykelns stadium indikerar beroendet av dess replikation av replikationen av cellulärt DNA. Virioner innehåller inte ett polymeras, men kan koda för ett sådant enzym. Istället används det cellulära polymeraset I för att transkribera det virala DNA:t till en dubbelsträngad mellanstruktur, som sedan används som mall för andra cellulära enzymer som katalyserar transkriptionen av virala mRNA. Alternativ splitsning av strukturer leder till en ökning av individuella typer av mRNA , som översätts till ett stort antal olika proteiner. Den mest förekommande poolen representeras av mRNA som kodas av 3'-halvan av genomet, som kontrollerar syntesen av strukturella proteiner. Det icke-strukturella proteinet NS1, som kodas av 5'-halvan av genomet, produceras också i mycket stora mängder och utför många funktioner: 1) det är associerat med DNA och krävs för viral DNA-replikation; 2) fungerar som en helikas; 3) fungerar som ett endonukleas; 4) stör cellulär DNA-replikation.

Denna aktivitet leder till att celldelningen stoppas i S-fasen. Mekanismen för genomreplikation är anmärkningsvärt komplex. 3'-änden av det genomiska (-)DNA:t fungerar som en semi-primer för att starta syntesen av dubbelsträngat cirkulärt DNA som en replikationsprekursor. En av egenskaperna hos genomisk DNA-replikation var bildandet av en dimer form av den replikativa prekursorn följt av syntesen av en tetramer struktur bestående av två helt positiva och två helt negativa strängar av viralt DNA, som omvandlas av endonukleas till enkelsträngat molekyler, inklusive avkomma av viralt DNA [5] .

Funktioner för replikering

Parvovirusnukleinsyran som absorberas av cellen levererar sitt genom till cellkärnan , där enkelsträngat DNA omvandlas till dubbelsträngat DNA av cellulära faktorer och cellulärt DNA-polymeras. Den dubbelsträngade DNA-versionen av det virala genomet krävs för transkription och replikation . Replikation sker endast i växande celler. Virala proteiner syntetiseras i cytoplasman och återförs sedan till kärnan, där virioner samlas. Som ett resultat degenererar cellens kärna och cytoplasma. Virus frigörs som ett resultat av cellys.

Beroende på förmågan att föröka sig i värdens celler delas parvovirus in i två grupper - defekta (släktet Dependovirus ) och autonoma (andra virus i familjen Parvoviridae ). Autonoma parvovirus kan självständigt initiera sin reproduktion, och för detta använder de lämpliga enzymer från värdcellen, främst cellulärt DNA-polymeras [6] . Replikation av autonoma parvovirus sker i cellkärnorna som är i S-fasen av cellcykeln, det vill säga under dupliceringen av cellulärt DNA. Replikation av parvovirus är vanligtvis begränsad till aktivt prolifererande vävnader, vilket kan orsaka utvecklingsavvikelser i embryon och neonatal vävnadsskada. Hos vuxna är parvovirusinfektion ofta asymptomatisk [7] . Många parvovirus kan aktivt replikera endast i transformerade celler och/eller cancerceller, samtidigt som de inte påverkar normala celler i kroppen [8] . Det är denna egenskap som gör det möjligt att betrakta parvovirus som de enklaste DNA-innehållande virusen med uttalad onkolytisk aktivitet.

Onkolytisk verkan av parvovirus

Med all sannolikhet är onkotropismen av parvovirus inte associerad med den effektiva penetrationen av viruset i den transformerade cellen, utan beror på den dominerande replikeringen av viruset i cancerceller [9] . Samtidigt blockerar parvovirus aktiveringsvägarna för typ 1- interferoner , speciellt i transformerade fibroblaster [10] [11] . En speciell roll i den onkolytiska aktiviteten av parvovirus spelas av det huvudsakliga icke-strukturella proteinet NS1 [12] . NS1-helikasaktivitet är väsentlig för viral replikation [13] och är också den huvudsakliga faktorn som är ansvarig för onkolytisk och cytotoxisk aktivitet. Parvovirus NS1-proteinet i en relativt låg koncentration kan orsaka cancercellers död, men samma koncentration räcker inte för att inducera apoptos i celler med normal fenotyp [9] .

Parvovirus kan också modulera antitumörimmunitet. Som ett resultat av döden av tumörceller inducerad av parvovirus frisätts ofta antigener som är karakteristiska för cancerceller och deras molekylära komplex. Detta stimulerar presentationen av tumörantigener till kroppens immunsystem och orsakar bildandet av ett mer uttalat immunsvar mot tumörceller [9] [14] .

Användningen av onkolytiska parvovirus och vektorsystem baserade på dem kommer att bidra till utvecklingen av metoder för behandling av ett brett spektrum av mänskliga sjukdomar, främst onkologiska sjukdomar. Framsteg på detta område har redan gjort det möjligt att gå vidare till kliniska prövningar för behandling av maligna sjukdomar.

Klassificering

Den senaste revideringen av familjen var 2013: namnen på befintliga ändrades och nya släkten och arter lades till [15] .

Virus av parvovirusfamiljen är uppdelade i två underfamiljer - Densovirinae och Parvovirinae , parasiterande ryggradslösa djur respektive ryggradsdjur. Enligt International Committee on the Taxonomy of Viruses (ICTV) , från och med mars 2017, inkluderar underfamiljer 5 respektive 8 släkten [16] :

Parvovirus orsakar sjukdomar hos djur som främst påverkar mag-tarmkanalen och det hematopoetiska systemet. Vissa medlemmar av detta släkte har onkolytiska egenskaper (till exempel H-1 parvovirus , som nu ingår i arten Gnagare protoparvovirus 1 ). Arten Carnivore amdoparvovirus 1 (tidigare Aleutian mink disease virus ) orsakar Aleutian mink disease. Släktet Bocaparvovirus orsakar lesioner i andnings- och mag-tarmkanalen hos människor [17] , kor och hundar.

Släktet Dependoparvovirus inkluderar adenoassocierade virus hos människor , nötkreatur, hästar, får, hundar och fåglar. Till skillnad från andra parvovirus, reproducerar medlemmar av detta släkte endast i närvaro av hjälparvirus. Adenovirus kan fungera som fullfjädrade hjälpvirus , herpesvirus kan också utföra några av de nödvändiga funktionerna för ett hjälpvirus, men fullvärdiga infektiösa partiklar av parvovirus bildas inte i detta fall.

Anteckningar

  1. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) .
  2. ↑ Atlas of Medical Microbiology, Virology and Immunology: Lärobok för medicinska studenter / Ed. A. A. Vorobieva , A. S. Bykova . - M .  : Medical Information Agency, 2003. - S. 114. - ISBN 5-89481-136-8 .
  3. ↑ Maxwell IH, Terrell KL, Maxwell F. (2002). Autonoma parvovirusvektorer. Methods 28 (2): 168-181.
  4. ↑ Tattersall P. (2006). Utvecklingen av parvoviral taxonomi. I parvovirusen. ed. JR Kerr, ME Bloom, RM Linden et al. Hodder Arnold: London P. 5-14.
  5. ↑ Parvovirus. Strukturen och typerna av parvovirus. Arkiverad 16 december 2013 på Wayback Machine // MedUniver .
  6. ↑ Berns K.I. (1990). Parvovirus replikation. Microbiol Rev. 54 (3): 316-329.
  7. ↑ Rommelaere J., Giese N., Cziepluch C., Cornelis JJ Parvovirus som medel mot cancer. (2005). I viral terapi av mänskliga cancerformer. ed. JG Sinkovics, JC Horvath. Marcel Dekker: New York P. 627-675.
  8. ↑ Rommelaere J., Cornelis JJ (1991). Antineoplastisk aktivitet av parvovirus. J Virol Methods 33 (3): 233-251.
  9. ↑ 1 2 3 Cornelis JJ, Deleu L., Koch U. et al. (2006). Parvovirus oncosuppression i parvovirusen. Hodder Arnold: London R. 365-384.
  10. ↑ Randall RE, Goodbourn S. (2008). Interferoner och virus: ett samspel mellan induktion, signalering, antivirala svar och virusmotåtgärder. J Gen Virol. 89 (1): 1-47.
  11. ↑ Rommelaere J., Geletneky K., Angelova AL et al. (2010). Onkolytiska parvovirus som cancerterapi. Cytokine Growth Factor Rev. 21 (2-3): 185-195.
  12. ↑ Cotmore SF, Tattersall P. (1987). De autonomt replikerande parvovirusen hos ryggradsdjur. Adv Virus Res. 33 :91-174.
  13. ↑ Niskanen EA, Ihalinen TO, Kalliolinna O. et al. (2010). Effekt av ATP-bindning och hydrolys på dynamiken hos hundparvovirus NS1. J Virol. 84 (10): 5391-5403.
  14. ↑ Moehler MH, Zeidler M., Wilsberg V. et al. (2005). Parvovirus H-1-inducerad tumörcellsdöd förstärker humant immunsvar in vitro via ökad fagocytos, mognad och korspresentation av dendritiska celler. Hum Gene Ther. 16 (8): 996-1005.
  15. ↑ Rationalisering och utvidgning av taxonomin för familjen Parvoviridae  : [ eng. ] // ICTVonline. — Tilldelad kod: 2013.001a-aaaV. - 2013. - 65 sid.
  16. ↑ Taxonomy of Viruses  på webbplatsen för International Committee on Taxonomy of Viruses (ICTV) . (Tillgänglig: 26 mars 2017) .
  17. ↑ Chow BD, Esper FP (2009). De mänskliga bocavirusen: en genomgång och diskussion om deras roll i infektion. Clinic Lab Med. 29 (4): 695-713.

Litteratur