Sammanfattningen s. 115 - 142 Flashcards
Vad är det antivirala tillståndet?
Det antivirala tillståndet är då en cell ställer in sig på att degradera RNA och förhindra translation av nya proteiner så nya viruspartiklar inte skapas. När det antivirala tillståndet aktiveras aktiveras hundratals gener, två viktiga proteiner som uttrycks är proteinkinas R (PKR) och 2 ‘5’ oligo A syntas (OAS).
Vad gör PKR?
PKR är en till proteinkinas som när den blir fosforylerad verkar på ett annat protein genom fosforylering. I detta fall fosforylerar PKR eIF2α som är nödvändig för att starta ribosomkomplexet och translatera mRNA. Det är alltså viktigt för det antivirala tillståndet.
Vad gör OAS?
OAS sätter fast nukleotider på kol 5’ och 2’. Konsekvensen är att enzymet RNas L aktiveras och börjar bryta ned all bentlig RNA. OAS är alltså viktigt för det antivirala tillståndet.
Ge några exempel på hur virus har utvecklat försvar mot PKR och det antivirala tillståndet.
Det antivirala tillståndet låter som ett bra försvar tills man inser att vi- ruset redan utvecklat försvar mot detta. Enbart på PKR kan virus rakt av degradera PKR (poliovirus), skapa lockbete (Ebola, HIV), gömma dsRNA (influensa, reovirus), blockera den nödvändiga dimeriseringen av PKR (influensa), skapa pseudosubstrat för PKR (HIV) eller rakt av defosforylera eIF2α (HHV-1 och 2).
För att undvika att slå på det antiviralla tillståndet kan viruset utveckla latens och gömma sitt genom i cellen så den kan aktiveras vid ett säkrare tillfälle, exempel på virus är ebola, HSV-1 och -2 och HIV men även andra.
Virus kan också göra sig själva svåra att utrota, vilket kallas viral per- sistens. Persistens kan bero på olika mekanismer, såsom latens, men resultatet är detsamma: viruset replikerar sig i små mängder och antingen kan inte utrotas av immunförsvaret eller är så liten att immunförsvaret inte reagerar. NCBI beskriver persistens såhär:
Persistent infections are those in which the virus is not cleared from the host following primary infection, but remains associated with specific cells.
Oberoende av hur cellen upptäcker en viral infektion är det alltid genom en av två gener, vilka?
IRF3 och NF-κB.
NK-cellerna som vi vet tillhör det medfödda immunförsvaret i och med att den jobbar via igenkänning av MHC I och fagocytos-inducerande receptorer där MHC I motverkar fagocytos. Här måste viruset gå en farlig balansgång. I början är det bra att uttrycka MHC I så NK-celler inte fagocyterar den infekterade cellen men under sjukdomens förlopp ökar mängden TC-celler så MHC I måste döljas så att TC-cellerna inte aktiveras.
Det finns totalt fyra olika mekanismer som virus kan utnyttja för att undkomma NK-celler. Beskriv dessa.
- Det första som virus kan göra är att uttrycka MHC I homologer, detta utförs främst av viruset CMV och syftar till att uttrycka ‘falska’ MHC I som håller undan NK-celler utan att trigga TC-celler.
- HIV och HPV23 kan selektivt reglera uttrycket av MHC I så de försöker ganska bokstavligt ha en lagom mängd MHC I så NK-cellerna inte fagocyterar värdceller och samtidigt minska sannolikheten att TC-celler reagerar på värdcellen.
- Det tredje sättet är att nedreglera uttrycket av den aktiverande liganden för NK-celler, så de inte får några signaler att fagocytera värdcellen. HSV och adenovirus är virus som har denna förmåga.
- Det sista sättet är att minska aktiveringen av receptorn CD45 genom att utsöndra virala faktorer som blockerar aktiveringen av CD45. CD45 är en receptor med flera varianter på alla hematopoetiska celler (med undantag för erytrocyter och blodplättar) som i generella drag vill aktivera cellen, så stimulering av CD45 på NK-celler aktiverar NK-celler och detta vill viruset förhindra. Adenovirus använder sig av denna mekanism.
När vi kommer längre in i sjukdomsförloppet och det adaptiva immunförsvaret börjar ta över kampen från det medfödda så ser man en minskning av NK-cellsaktivitet och TC-celler börjar dominera, då är det hög tid att dra tillbaka MHC I receptorer så TC-cellerna inte går på infekterade celler. Likt NK-celler så har virus fyra huvudsakliga principer för att undkomma TC- celler. Vilka?
- Det första sättet är att minska uttrycket av MHC I på cellytan, genom att hålla kvar MHC I i det endoplasmatiska retiklet längre. Virus som gör detta är adenovirus och CMV.
- Det andra sättet är att blockera proteinet TAP som transporterar peptider som ska bli antigen in till ER. Detta görs främst av HSV-1 och HSV-2.
- Det tredje sättet är att istället för att hindra uttrycket av MHC I snabba på endocytosen av redan uttryckta MHC I så de stannar kortare på cellytan. HIV gör detta selektivt för HLA-A och HLA-B men binder inte till HLA-C.
- Det fjärde och sista sättet är att helt enkelt vara resistent mot proteasomer, att stå emot en nedbrytning och därför inte få några delar av viruset uttryckta på MHC I. Ebolaviruset är ett virus som är resistent mot proteasomal degradering.
Genom vilka mekanismer kan antikroppar hindra virus?
- Antikroppar kan blockera bindningen till cellytan
- Antikroppar kan blockera endocyteringen
- Antikroppar kan blockera utsöndringen av viralt RNA utifrån vad antigenets ligand är
- Antikroppar aggregeras med virus till immunkomplex som också blockerar virusinfektionen
- Innanför cellen kan också antikroppar som kan verka på virus, t.ex. TRIM21 binder väldigt starkt till Fc-receptorn när cytoplasmatiska antikroppar binder till intracellulära patogener. Det TRIM21 gör är att leda viruspartiklar till proteasomer för att degradera dem, samtidigt kommer PAMPs att upptäckas och sätta cellen i antiviral tillstånd.
Med hjälp av vilka två viktiga mekanismer kan virus göra livet svårt för antikroppar?
Antigenetisk drift och antigenetisk skift.
Beskriv antigenetisk drift.
Att virus tillåter mutation av gener som kodar för antigen-bindande regioner, så om antigener gärna binder till ett glykoprotein på viruset tillåter viruset en viss mutationsfrekvens av det glykoproteinet så antigenet inte längre binder alls eller lika lätt.
Beskriv antigenetisk skift.
Antigenetisk skift är att liknande virus med olika varianter på en gen blandar sina gener så de nya viruspartiklarna har en kombination av dessa gener, då kanske antikroppar binder till hälften av alla viruspartiklar men den andra halvan har ett lite annorlunda protein så antikroppar inte binder. Antigenetisk skift använder sig främst inuensavirus av.
Komplement är den andra delen av icke-cellulära försvarsmekanismer. Hur kan de agera på virus?
- Binda upp dem med antikroppar i komplementberoende aggregering
- Opsonisera virus för fagocyterande celler
- Själva skapa MACs på virusinfekterade celler
Hur kan virus försvara sig mot komplement?
- Ett sätt är att påverka värdcellen så antikroppar och komplement endocyteras och på så sätt blir inaktiva och även kan proteolyseras.
- Virus kan även klippa av komplementproteiner från antikroppar
- Virus kan även uttrycka egna Fc-receptorer så antikroppar mot dem blir neutraliserade när varken komplement eller kropps- egna receptorer kan binda till aktiverade antikroppar. Antingen genom att släppa ligander för Fc-receptorn eller bokstavligt böja antikroppen så Fc- receptorn sitter fast på cellytan.
- Genom att inhibera aktiveringen av MAC och att uttrycka kroppsegna regulatorer av komplement. Vissa virus kan inhibera komplement C3b som är ett gemensamt steg för alla komplementvägar.
- Genom att inducera cellen att uttrycka proteinet RCA som reglerar aktiviteten hos komplement, ökar den så minskar komplements aktivitet. De här två metoderna används av HHV, poxvirus, retrovirus och togavirus.
När kan virus leda till cancer?
När viruset etablerat latens men samtidigt stimulerar en proliferation. Det här tredje stadiet (utöver de vanligare lyiska och latenta stadierna) bidrar till en kronisk infektion som är inflammatorisk.
Hur vet man om cancern faktiskt är orsakad av virus?
Det första är att man kan se experimentellt att virus uttrycket cancerogena tendenser hos celler, detta kan vare en stimulering av tillväxtfaktorer men främst en faktisk uppkomst av cancer. Sen gäller det att man ser en klinisk koppling med när och hur viruset infekterade personen, till att börja med måste en potentiell cancerpatient ha haft en virusinfektion av ett onkogent virus, och föga förvånande innan cancern uppkom men den måste dessutom vara på samma geografiska region på kroppen. Om vi till exempel har en papillomvirus som skapat vårtor på fötterna och de har kvarstått i tre år och personen har diagnosticerats för hudcancer i fotregionen kan misstänka en koppling. För att bekräfta en sådan koppling kan man då söka efter virusmarkörer som tyder på att viruset är aktivt och orsakar en kronisk infektion. Till sist så ska man även kunna se att vaccination minskar risken för att utveckla en sådan cancerform, tar vi hepatit så ska man se att vaccination mot HBV och HCV leder till minskade fall av levercancer.
Man beräknar att 15-20% av all cancer ha ett inslag av virus i sig, men det är aldrig så att virus ensamt eller med 100% leder till cancer. Vilka virus vet man är cancerbildande då?
Vad betyder det att papillomavirus kan vara antingen högriskvirus eller lågriskvirus?
Lågrisk är de varianter som kan orsaka vårtor som vi har nämnt att papillomviruset gör och dessa läker ut med tiden, högriskvirus är istället att vårtorna kan bli cancerogena.
Beskriv mekanismen för hur HPV kan leda till cervixcancer.
HPV förökar sig i något epitel, såsom hud och slemhinnor. För att kunna replikera sig behöver den en delande cell och söker sig därför till basalmembranet där epitelstamceller finns att infektera. För att nå ner dit behöver viruset oftast någon spricka på epitelytan, i övergången cervix-vagina hos kvinnor är epitelet tunt och viruset kan utnyttja denna punkt för att invadera basalmembranet i den regionen.
Anledningen till att HPV är associerad med cancer är att den gillar när värdcellen är i mitos och därför försöker förstöra de bromsar som reglerar en rimlig mitos. Två viktiga gener som HPV ger uttryck till är E6 och E7. Det E7 och E6 gör är att blockera proteiner som reglerar mitosen.
E7 binder till pRB som hindrar proteinet E2F från att starta S-fasen, när pRB är bundet till E7 blockeras den och E2F kan leda cellen i S-fasen.
E6 blockerar istället P53, en tumörsuppressor som uttrycks om cellen är i stress eller upptäcker på annat sätt att det är olämpligt att gå in i S-fasen. När stressen ökar uttrycks P53 mera och E6 binder upp P53 så den inte ska störa med S-fasen.
Således är resultatet att en smittad epitel-stamcell delar sig och bildar ovanligt många (infekterade) epitelceller. Efter en stund kommer vi ha ett epitel där en stor yta utgörs av infekterade celler födda av den originella stamcellen.
Vad händer nu? Vid det beskrivna läget har vi en s.k. hyperproliferation som börjar spåra ut, med så mycket celldelning är risken för mutationer hög. P53 som är en tumörsuppressor ska känna igen det här och aktivera den apoptotiska mekanismen men eftersom E6 har blockerat detta är konsekvensen är vidare hyperproliferation som leder till en genominstabilitet.
Med så många delningar så skulle viruset kunna replikera sig oavbrutet i all oändlighet om det inte vore för telomererna. Som vi minns blir de kortare för varje mitos och efter en stund har hyperproliferationen tagit slut på telomererna och viruset måste antingen infektera en ny stamcell eller försvinna, fast detta har HPV också en lösning på. HPV kan uttrycka proteiner så gör att telomererna återställs och på så sätt kan viruset dela sig ohämmat tills genominstabiliteten blir så hög att den blir cancerogen och dödar värdorganismen eller rakt av skapar så dysfunktionella celler att de dör av sig själva.
Nämn två stora virus som tillhör gruppen retrovirus.
HIV och HTLV.
Beskriv retrovirus.
Familjen av retrovirus är väldigt stor, alla retrovirus är förhöljade och har viktiga glykoproteiner. Retrovirus kan generellt definieras utefter att de har RNA (+) som omvandlas till dubbelsträngad DNA och integreras i värdcellens genom för att sedan uttryckas som RNA genom vanlig cellulär transkription.
Att virusets genom integreras innebär att viruset klipper upp det cellulära genomet och sätter in det virala genomet så det är en del av cellens framtida DNA. En viktig följd av detta är att retrovirus skapar sitt genom under cellens vanliga transkription, de behöver inte mitos.
Infektionen som uppstår av retrovirus är långsamma som DNA-virus vilket är ovanligt för RNA-virus, infektionen håller ut länge och är latent innan den sen börjar uttrycka sitt genom. En väldigt användbar följd av retrovirus förökningsmekanism är att de behöver bara enzymet för att skapa DNA från RNA och sen integrera det i genomet, replikation (i detta fall synonymt med transkription) och translation tar cellen hand om själv omedveten om att den hjälper viruset.