9788419284617_Howley.Virus de ARN

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Virología. Volumen 3. Virus de ARN

nucleocápside en el citoplasma para iniciar la infección. 21 La(s) vía(s) utilizada(s) depende(n) de las proteasas disponibles, que pueden variar entre los tipos de células y la secuencia de la proteína S. 252,338 Algu nos tipos de células pueden favorecer una vía u otra. En las células derivadas de pulmón, el ingreso del SARS-CoV-2 depende tanto de la furina para la escisión en la unión S1/S2 como de la TMRPSS2 para la segunda escisión en S2 ′ . 22 Es posible que en otros tipos celulares se empleen principalmente diferentes proteasas y una u otra vía o, alter nativamente, que el mismo virus pueda usar ambas vías en un tipo celular concreto. La escisión de la proteína S es importante para el ingreso, pero también puede desempeñar un papel en la propagación del virus. Tras la síntesis en las membranas del retículo endoplasmático (RE), las S de los coronavirus circulan por la vía exocítica y, en el caso de los corona virus que tienen un sitio de escisión de furina, como el SARS-CoV-2, la escisión se produce en el Golgi. En el compartimento intermedio del retículo endoplasmático y el Golgi (ERGIC, endoplasmic reticu lum Golgi intermediate compartment )/región de Golgi, algunas molécu las S son retenidas mediante la interacción con la proteína M donde se ensamblan los viriones (para obtener detalles adicionales, véase la sec ción «Ensamblaje y liberación del SARS-CoV-2»). La proteína S que no es retenida se transporta a la membrana plasmática, donde puede mediar la fusión con células adyacentes portadoras de receptores, lo que permite la propagación intercelular del virus, protegido de las res puestas inmunitarias extracelulares. Esto promueve la fusión inter celular que da lugar a sincitios multinucleares que proporcionan un mecanismo para la propagación del virus. 370,442 Esto se observa en célu las Calu-3 o A549 infectadas derivadas de las vías respiratorias. 136,213,262 Sin embargo, no se sabe hasta qué punto, si es que lo hace, esto pro mueve la propagación vírica in vivo . Mientras que en las células AT2 derivadas de células madre pluripotentes inducidas (iPSC, induced pluripotent stem cell ) no se observó ninguna fusión celular evidente, en los cardiomiocitos derivados de iPSC se observó una fusión celu lar potente. 213 La dinámica de esta propagación está determinada, al menos en parte, por las concentraciones de ACE2, TMPRSS2 y furina en cada estirpe celular. La comprensión de la biología estructural de la proteína S del SARS-CoV-2 avanzó rápidamente tras la aparición del virus. Se han determinado múltiples estructuras mediante radiocristalografía o crio microscopía electrónica (crio-ME) para la S del SARS-CoV-2 en con formaciones de prefusión y posfusión. La proteína S del SARS-CoV-2 unida a la ACE2 se ha determinado a nivel atómico. 193,243,326,386,410 El ectodominio de la S del SARS-CoV-2 se determinó mediante crio-ME a una resolución de 3.5 Å de un trímero de prefusión. 402 La estructura cristalina del RBD del SARS-CoV-2 en conjunto con la ACE2 mues tra que la cresta de unión es más compacta que la cresta de unión del SARS-CoV y que las diferencias de residuos estabilizan dos puntos calientes de unión en comparación con el RBD del SARS-CoV, lo que da como resultado una afinidad de unión al receptor mayor que la medida previamente para el RBD del SARS-CoV. 326 Los trímeros de S existen tanto en conformaciones descendentes como ascendentes en los viriones cuando se analizan mediante criotomografía electrónica (crio-TE). 174,218,371,419 Se observó que los trímeros se inclinaban con res pecto a la membrana vírica debido a la flexibilidad de la región de tallo proximal a la membrana que funciona como una bisagra. 174 La evolución de los coronavirus se lentifica debido a la activi dad correctora de la exonucleasa en 3 ′ -5 ′ de la proteína no estruc tural (nsp, nonstructural protein ) 14. No obstante, durante la pandemia de COVID-19 han aparecido mutaciones en la proteína S del SARS-CoV-2, denominadas variantes preocupantes . Los cambios en esta proteína son especialmente importantes, ya que pueden afec tar la unión tanto al receptor como al anticuerpo, lo que da lugar a cambios en la infectividad, la transmisión, la unión al anticuerpo y la evasión de la vacuna. Los epítopos neutralizantes de espículas más fuertes se localizan en el RBD. El RBD del SARS-CoV-2 tiene tres

asociada con la membrana 2 (TMPRSS2), un miembro de la fami lia de enzimas serina–proteasa 2 transmembrana de tipo II, o por la cisteína–proteasa endosómica catepsina B o L. 106,239,336 La proteína S del SARS-CoV-2 es cebada por la escisión de la TMPRSS2 en S 2′ , y el inhi bidor de la TMPRSS2 mesilato de camostat bloquea la infección en la estirpe celular Calu-3 y en células pulmonares humanas primarias. 137 La escisión en el sitio S2 ′ es necesaria para la fusión y el ingreso en las célu las pulmonares humanas. 136 La S del SARS-CoV-2, al igual que la del MERS-CoV, requiere la escisión por furina en el sitio S1/S2 para la acti vación secuencia abajo mediante la escisión de la TMPRSS2 en S 2′ en las células pulmonares. 22,136 Aparte del sitio de escisión de furina en la unión S1/S2 que no está presente en la S del SARS-CoV, la proteína S del SARS-CoV-2 presenta otras características distintivas en comparación con otros sar becovirus. 136,325 Las S tienen bucles en el NTD que son diferentes de los de otros sarbecovirus. 386 El RBD de la subunidad S1 es estructu ralmente divergente y se ha informado que se une al receptor hACE2 con mayor afinidad que el RBD de la S del SARS-CoV. 386,402 El RBD consiste en una estructura central y un motivo de unión al receptor (RBM, receptor-binding motif ) ubicado en un bucle ampliado, flan queado por hélices α . 193,326 Las proteínas S de los coronavirus son estructuras muy dinámicas durante el ingreso y la infección. La S prefusional existe en un estado metaestable, que transiciona entre conformaciones con los tres RBD en la conformación descendente, en la que el RBM no está en posición de unirse a su receptor ACE2 asociado, y conformaciones en las que uno o más de los trímeros adoptan una conformación con el RBD en posición ascendente, con su RBM en posición de unirse a la ACE2. 402 La S sufre cambios durante el ingreso y la infección a medida que la membrana de la envoltura vírica se fusiona con las membranas de la célula hospedera. 208 En el estado posterior a la fusión, los trímeros tienen los tres RBD en la conformación ascendente. 34,90,181,386 La unión de la S1 al receptor produce cambios conformacionales que desencade nan la ampliación de la S2 para revelar el péptido de fusión hidrófobo que promueve la fusión del virus y la membrana celular durante el ingreso. 208,238 La proteína asume una estabilización posterior a la fusión de los haces helicoidales a medida que la proteína se repliega. 34,386 La mayoría de las proteínas S de los coronavirus, incluido el SARS-CoV-2, son transportadas hasta cierto punto a la superficie celu lar en las células infectadas. Esto promueve la fusión intercelular que da lugar a sincitios multinucleares que proporcionan un mecanismo para la propagación del virus. 370,442 Esto se observa en células Calu-3 o A549 infectadas derivadas de las vías respiratorias. 136,262 Los coronavirus pueden ingresar en las células por dos vías dife rentes ( véase fig. 21-5). 157,338 Tras la unión del virus a un receptor celu lar, el virión puede ser endocitado o, alternativamente, la envoltura vírica se fusiona directamente con la membrana de la superficie de la célula hospedera. Algunos estudios previos con otros coronavirus que utilizan un mecanismo de ingreso similar proporcionaron información significativa que ayudó a determinar cómo el SARS-CoV-2 ingresa en las células. En la vía directa a la membrana plasmática, la proteína S del SARS-CoV-2, así como la S del MERS-CoV, ya ha sido escindida en el sitio S1/S2 por la furina durante la síntesis en las células productoras del hospedero infectado. 136,325 Tras la unión al receptor, la escisión de la S en el sitio S 2′ por la TMPRSS2 asociada con la membrana inicia la fusión entre las membranas de la célula vírica y la hospedera. La esci sión permite que el péptido de fusión se inserte en la membrana de la célula hospedera para promover la fusión entre la membrana vírica y la celular. La fusión entre las membranas da lugar a la liberación de la nucleocápside vírica (genoma vírico recubierto por la proteína N) en el citoplasma para iniciar la replicación. En el caso del ingreso por la vía endosómica, el virus se fija a su receptor y luego es endocitado. El ambiente de pH bajo del endosoma activa la escisión por la proteasa catepsina L, lo que resulta en la fusión de las membranas víricas y endosómicas, así como la liberación de la

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