Lipids in Health and Disease, 2005; 4: 9-9 (más artículos en esta revista)

Los posibles receptores celulares implicados en la entrada del virus de la hepatitis C en células

BioMed Central
Daniel Favre (daniel.favre @ usz.ch) [1], Muellhaupt Beat (beat.muellhaupt @ usz.ch) [1]
[1] Division of Gastroenterology and Hepatology, Department of Internal Medicine, University Hospital Zürich, Rämistrasse 100, CH-8091 Zürich, Switzerland

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Resumen

Virus de la hepatitis C (VHC) infecta hepatocitos y conduce a permanentes, graves daños en el hígado. Desde la secuencia genómica del VHC se determinó, se ha avanzado en la comprensión de las funciones de las proteínas codificadas-VHC y la identificación de los receptores celulares (s) responsables de la adsorción y la penetración de partículas del virus en las células objetivo. Varios celulares de los receptores VHC que se han propuesto, todos los cuales están asociados con el metabolismo de los lípidos y las lipoproteínas. En este artículo se revisa el celular de los receptores VHC y propone un modelo general para el VHC entrada en las células, en las que las lipoproteínas de desempeñar un papel crucial.

Revisión
Virus de la hepatitis C (VHC) y los receptores celulares para el VHC

Virus de la hepatitis C (VHC) constituye una causa importante de enfermedad hepática crónica, con aproximadamente 170 millones de personas infectadas en todo el mundo [1]. La infección con el VHC puede llevar a carcinoma hepatocelular [2]. Para estudiar la adsorción, la penetración y la replicación del virus, uno de los principales obstáculos ha sido la falta de una eficiente y reproducible in vitro de la infección del sistema. Así, la identificación de los receptores VHC en la superficie de las células susceptibles, especialmente hepatocitos, que sigue siendo un reto importante para el desarrollo in vitro de ambos sistemas de cultivos de células, y para el diseño de terapias de éxito [3, 4].

Varios receptores celulares que se han propuesto para mediar en la entrada del VHC en las células, es decir, el receptor CD81 [5, 6], el receptor scavenger clase B tipo I (SR-BI) del receptor [7], y las lipoproteínas de baja densidad (LDL) Receptor [8, 9].

CD81 como un receptor para el VHC

El tetraspanin CD81 (también llamado TAPA-1) es una amplia superficie celular de la proteína expresada, de 26 kDa que participa en pleiotrópica actividades como la adhesión celular, la motilidad, la metástasis, y la activación de células de transducción de señales [10]. Es físicamente asociados con una variedad de otras proteínas de membrana como integrinas, linaje específicos de moléculas y otros tetraspanins. Se expresa en la mayoría de los tejidos humanos, con la excepción de los glóbulos rojos y plaquetas. De la Asociación con otras moléculas CD81 ha sido estudiado de forma exhaustiva y con B, células T.

Se demostró que la expresión de CD81 en nonpermissive humanos, pero no murino, células hepáticas permitido a la entrada del VHC pseudoviruses. La inhibición de la entrada viral, que se consigue mediante la aplicación de anti-CD81 anticuerpos monoclonales, se produjo en un paso siguiente viral adhesión a células objetivo [11]. Cuando el VHC sobre las glicoproteínas E1 y E2 se expresaron en un sistema de baculovirus, la purificada E1-E2 heterodimer interactuó con CD81, así como con el receptor de LDL [12]. La proteína CD81 humano se expresó en las bacterias, y de la crítica en aminoácidos CD81 participan en la interacción con la cubierta del virus de proteína E2 se identificaron [13]. VIH-VHC pseudotypes teniendo nativos glicoproteínas VHC fueron infecciosas a los humanos de las líneas celulares de hepatoma Huh7 y PLC/PR5. La infectividad es inhibida por recombinante soluble CD81, lo que sugiere que CD81 es un componente del complejo de receptores [14]. CD81 quimeras, pero no de tipo salvaje CD81, podría internalizar proteína recombinante E2 y E2 envoltura partículas virales de suero de los pacientes infectados por el VHC en células de hepatoma Huh7 [15]. Además, la expresión de CD81 en humanos derivado de las células del hígado, HH29 y HepG2, que antes eran resistentes a la infección confiere pseudotype permisividad a la infección por el VHC [16].

Por el contrario, en varios estudios, no hay correlación entre la expresión CD81 y el VHC se ha observado vinculante. Se ha sugerido que el VHC vinculante a hepatocitos tal vez no del todo dependerá de CD81 [17]. En lugar de ello, estos autores han propuesto que CD81 puede ser un archivo adjunto de receptores con capacidad de los pobres para mediar en la entrada viral, y que la reducción de los entornos no puede no favorecer la interacción CD81-VHC. De hecho, se demostró que la unión de E2 para CD81 no fue predictivo de un productor de la infección del VHC y la interacción entre las células de acogida [18]. Además, la unión de VHC-como partículas-CD81 es independiente y no se correlacionó con la expresión del receptor de LDL [19]. Por último, humanos CD81 ratones transgénicos que carecían de la expresión de CD81 endógeno ratón fueron resistentes a la infección por el VHC [20]. Estos autores concluyeron que la expresión de CD81 humano por sí solo no es suficiente para conferir susceptibilidad a la infección por el VHC en el ratón.

SR-BI como un receptor para el VHC

Scavenger receptores son proteínas de membrana celular que se unen químicamente modificados lipoproteínas, como acetilado y LDL lo oxidado. Estos receptores se han clasificado en grandes categorías (A, B, C, D, etc), de acuerdo con sus estructuras [21]. El receptor SR-BI está involucrada en el transporte bidireccional de colesterol en la membrana celular y pueden obligar tanto las lipoproteínas de alta densidad (HDL) y lipoproteínas de baja densidad [22]. La absorción de colesterol es diferente de la clásica del receptor de LDL-endocitosis mediada vía, ya que parece implicar transferencia inicial a la membrana plasmática [23]. SR-BI es altamente expresado en hepatocitos [24], y se encuentra en el colesterol ricos en lípidos de membrana balsa compartimento [25]. La proteína E2 del VHC podría obligar a líneas celulares de hepatoma independientemente de los receptores CD81. SR-BI se identificó como mediador de esta unión. Esta interacción es selectivo, ya que ni el ratón ni SR-BI estrechamente relacionados con el scavenger receptor CD36 humano, fueron capaces de obligar a E2. El reconocimiento por parte E2 SR-BI se inhibe competitivamente, en un aislado de manera específica, por un anticuerpo monoclonal contra la hipervariables región 1 (HVR1, un 27 aminoácido ubicado en el segmento N-terminal de la E2 poplypeptide) [7] .

Receptor de LDL como para los receptores VHC

El receptor de LDL es un endocítica receptor de las lipoproteínas que transporta, principalmente los ricos en colesterol de lipoproteínas LDL, en las células mediante endocitosis mediada por receptores [26, 27]. Este proceso incluye la superficie de la célula del receptor de LDL reconocer una partícula, y luego su internalización a través de clathrin revestida de las piscinas [28, 29]. Se ha sugerido que el VHC podría entrar en las células a través del receptor de LDL [8, 9]. La unión de baja densidad de las partículas del VHC correlación con la magnitud de la del receptor de LDL en la superficie celular, pero no soluble CD81 [30]. En cambio, la unión de VHC-como partículas no se correlacionó con la expresión del receptor de LDL, pero se CD81-independiente. Estos hepatoma y linfoma de células fueron incubadas directamente con el virus-como partículas [19], sin previa remoción de la célula determinada lipoproteínas. Además, gratis beta-lipoproteínas en suero humano pueden influir en la tasa de infección de los hepatocitos por competir con el virus. En apoyo de esto, se ha demostrado que el receptor de LDL puede funcionar como un receptor de VHC y que los beta-lipoproteínas inhiben competitivamente los hepatocitos de la infección con el VHC a través del receptor de LDL [31]. De hecho, se ha sugerido que la eliminación de la célula determinada lipoproteínas es un requisito fundamental para la infección de los hepatocitos con VHC [32]. En este último estudio, el inóculo viral que fue empleado estaba compuesto por un virus de la lipoproteína compleja, tal como se describe en otro lugar [33, 34].

VHC y exosomes

Exosomes son pequeñas vesículas de membrana secretada por las células a la fusión de multivesiculares endosomes con la superficie de la célula [35, 36]. Son de 60 a 100 nm de diámetro y se originan desde fines de endosomes. Exosomes son secretados de la mayoría de las células hematopoyéticas y las epiteliales in vitro. Intracelularmente, que se forman por gemación hacia el interior de la membrana endosomal en un proceso que secuestra particular, las proteínas y los lípidos [37]. La singular composición de exosomes puede conferir funciones específicas a los mismos a la secreción.

Recientemente, se ha demostrado que las proteínas de la envoltura del VHC se asociaron con exosomes [38]. En ausencia del CD81 humano, sobre las proteínas del VHC se conserva casi por completo en el retículo endoplasmático de las células de hámster CHO. En cambio, cuando el CD81 humano estuvo presente, una fracción de proteínas de la envoltura del VHC pasado por el aparato de Golgi, madurado adquisición de azúcares complejos y se encontró asociado con exosomes extracelular. Se propuso que el VHC-CD81 complejo salidas de las células en forma de exosomes, circula en la sangre como un complejo y fusogenic explota la capacidad de estas vesículas para infectar las células, incluso en la presencia de anticuerpos neutralizantes. Por lo tanto, el CD81 humano puede, de hecho, actúa como un receptor de salida para el VHC. Los autores concluyeron que una fracción de ARN del VHC está obligado a CD81 en los pacientes infectados por el VHC, ya que es difícil estimar exactamente la fracción de ARN del VHC en el plasma humano que se asoció con exosomes. Diferencial centrifugación fue empleado para la purificación de la exosomes, de manera que la densidad de estos pujantes vesículas no se midió. Esta medida sería importante para discriminar entre sujetos libres y el VHC [38].

Lipídico balsa proteína asociada a la clasificación que se viene ocupando de exosomes. Algunas moléculas se liberan en el medio extracelular a través de su asociación con lípidos balsa exosomal dominios de la membrana. La presencia de lípidos de las membranas microdomains en exosomal sugiere su participación en la formación de vesículas y la estructura, así como la implicación directa de exosomes en mecanismos de regulación [39]. Boyante densidad es la calidad de un compuesto de origen o flotan en un líquido. La medida de esta densidad se pueden emplear para la discriminación de exosomes, por ejemplo. Exosomes flotan a una densidad cercana a 1.13 g / ml (como se puso de manifiesto por ultracentrifugación), pero esto puede variar de célula a célula, dependiendo de la exosome contenido de proteínas [37, 40]. En varios estudios, la densidad de la boyante exosomes procedentes de los linfocitos B se ha determinado que en la gama 1.08-1,22 g / ml con un pico en 1.13-1.15 g / ml [41, 42].

Curiosamente, el virus de la hepatitis C es estructuralmente emigran con densidades boyante tumbado en el mismo rango que las determinadas por las lipoproteínas de baja densidad y exosomes. Se demostró que el VHC se asoció con beta-lipoproteínas de densidad boyante haber entre 1,03 g / ml y 1,20 g / ml en el suero humano [33, 34]. Además, la acción de la lipoproteína lipasa en virus de la hepatitis C en suero humano ha demostrado ser virolytic [43]. Con el fin de analizar el potencial de VHC-lipoproteína complejas, la unión de la sacarosa purificada gradiente de partículas de baja densidad (1,03 a 1,07 g / cm 3), la densidad de partículas intermedia (1,12 a 1,18 g / cm 3), la proteína recombinante E2, O el control de las proteínas de las células MOLT-4, prepucio fibroblastos, o del receptor de LDL-prepucio deficiente fibroblastos, se evaluó. Esto puso de manifiesto que la baja densidad de las partículas del VHC, pero no de densidad intermedia-VHC o controles, la obligación de MOLT-4 fibroblastos y las células que expresan el receptor de LDL. Encuadernación correlacionado con el grado de la expresión del receptor de LDL celulares y se inhibe por LDL, pero no por CD81 soluble. En contraste, E2 vinculante es independiente de la expresión del receptor LDL y fue inhibida por humanos CD81 soluble, pero no ratón CD81 soluble o LDL [30].

El complemento completo de ADN de un aislado del virus de la hepatitis C fue clonado de la tetraciclina en un vector de expresión inducible y transfectadas establemente en las líneas celulares de hepatoma humano Huh7 y HepG2. Viral RNA niveles llegaron a un máximo de dos rangos, uno con un boyante densidad de 1,08 g / ml y otro de 1,17 a 1,39 g / ml. Anticuerpos anti-E2 firmemente etiquetados citoplásmica estructuras vesiculares y algunas-como las partículas virales. Complete partículas virales de alrededor de 50 nm, que reaccionaron con anticuerpos anti-E2 se observaron en la cultura de los medios de comunicación tet inducida clonal HuH-7 células siguientes coloración negativa [44].

Un sistema general de la adsorción y la penetración en las células del VHC está emergiendo

Es tentador especular que el VHC obligado a, o que figuran en el interior, las lipoproteínas de baja densidad [33, 34], viro-lipo-partículas [45], o exosomes [38] se constituye como una estructura similar que permita a los virus Adsorber y penetrar en las células objetivo. Esta estructura, en general, migran en gradientes de sacarosa en una densidad similar a lipoproteínas de baja densidad. Una característica común de estas tres estructuras diferentes es que todos ellos contienen, como sphingomyelin lípidos, el colesterol, glicolípidos y lípidos, que son fundamentales para el mantenimiento de las balsas de lípidos [37, 40]. En consonancia con el dinamismo de la densidad inicial de las medidas [33, 34], la obligación de las lipoproteínas del VHC, por lo tanto, podría ser similar a los presentes en exosomes [38]. Desde hepatocitos son hematopoïetic de origen [46], producen exosomes [47]. Además, como CD81 se enriquece en exosomes [48], puede que no sea un receptor de mediación de la entrada del VHC en los hepatocitos, sino más bien una salida del receptor. Aunque SR-BI es altamente expresado en hepatocitos [22, 25] y es un receptor de HDL y LDL [22, 49], los hepatocitos como las líneas de células HepG2 no expresan CD81 [7]. Por lo tanto, la recopilación de las observaciones afforementioned podrían argumentar contra el papel desempeñado por CD81 como el receptor celular para el VHC. Por lo tanto, desde las lipoproteínas de baja densidad y exosomes hacer vinculan a la del receptor de LDL [50], el VHC puede entrar en las células a través del receptor de LDL únicamente. El trabajo está actualmente en marcha con el fin de analizar la utilización de los virus de la hepatitis C-lipoproteína en HepG2 y HuH-7 células en ausencia o presencia de octadecilo 4-N-1-β-D-arabinofuranosylcytosine, tal y como se describe en otro lugar [51].

Conclusión
In vitro e in vivo implicaciones

Se prevé que podría ser uno de los parámetros fundamentales para la entrada viral, por lo que sería el receptor de LDL en la superficie celular de los hepatocitos. Si esto es cierto, el CD81 tetraspanin y / o SR-B1 prefiere regular el virus de la adhesión y / o fusión con células objetivo de jugar el papel de un receptor celular (Fig. 1]. De hecho, se ha propuesto que con el fin de infectar hepatocitos líneas celulares in vitro con el VHC, la célula determinada lipoproteínas tienen que ser removidos con sulfato de dextrano antes de la adición del inóculo viral en las células [32]. Según este modelo, la unión de las lipoproteínas de VHC-complejo a la del receptor de LDL podría ser obstaculizado por el in vitro de células determinada lipoproteínas, o por la gran exceso de lipoproteínas más libre de virus obligado lipoproteínas en la sangre humana. El procedimiento similar de la infección, por lo tanto, también se aplican para viro-lipo-partículas y exosomes.

El lipidemic estado en las personas infectadas con el VHC puede también desempeñar un papel decisivo para el inicio y el mantenimiento de una fuerte respuesta inmune contra el VHC, especialmente en los pacientes que sufren de hipercolesterolemia, enfermedad coronaria, la diabetes mellitus o la obesidad. Medicamentos para reducir el colesterol con estatinas son muy empleadas para la gestión de los lípidos en pacientes hiperlipidémicos [52, 53]. El principal efecto de las estatinas en la inducción de la expresión de receptores LDL en la superficie de los hepatocitos [54, 55]. Perfiles de seguridad y tolerabilidad están disponibles y las estatinas se han convertido en la droga de elección cuando la dieta sola no ha logrado [56]. Sin embargo, no existen ensayos controlados publicados que podrían revelar la relación entre la gestión de colesterol con estatinas y la eficiencia de la replicación del virus de la hepatitis C, aún. Sigue siendo, evidentemente, que se indica, si la recuperación de la hiperlipidemia a normourémico-o hypolipidemia es, en efecto, no permite de manera espectacular la infección o la re-infección con VHC de hepatocitos en el hígado humano.

Contribuciones de los autores

DF escribió el primer borrador del artículo, y se creó la figura 1. BM revisado críticamente el artículo hasta su versión definitiva. Ambos autores leído y aprobado el manuscrito final.

Agradecimientos

Este trabajo fue apoyado en parte por la Fundación para la Naef In Vitro de Investigación (Ginebra, Suiza), Kurt Hermann und Senta Stiftung (Zürich) y la Rentenanstalt-Swiss Life Fondo de Investigación (Zürich). Damos las gracias al Prof Dr Reto Schwendener y Jyrki Eloranta de los útiles comentarios y sugerencias.