Characterization of the infection mechanism during cell-to-cell transmission of HIV-1

Abstract

La transmissió cèl·lula a cèl·lula del VIH-1 és un mecanisme altament eficient de disseminació viral, i la seva rellevància durant la difusió in vivo en els llocs actius de replicació, és a dir, en els teixits limfoides primaris i secundaris, sembla probable. La transmissió d'antígens del VIH de cèl·lules infectades a cèl·lules T CD4+ no infectades es produeix a través de contactes cèl·lula a cèl·lula que requereixen exclusivament de la interacció entre la proteïna de l'embolcall del VIH gp120 i el receptor CD4 per induir la captació endocítica de partícules virals en compartiments resistents a la tripsina en la cèl·lula diana. No obstant això, no ha estat completament estudiat el destí dels antígens del VIH prèviament transferits i si la internalització de partícules del VIH mitjançant endocitosi pot donar lloc a una infecció productiva. En aquest treball es mostra com IgGb12, un inhibidor de la unió del virus a CD4, va impedir la infecció de les cèl·lules diana carregades amb el VIH suggerint que les partícules virals endocitades van necessitar tornar a la superfície i arribar novament l'espai extracel·lular per interaccionar amb el receptor CD4 i iniciar una infecció productiva. Estudis previs realitzats amb microscòpia confocal van trobar que les proteïnes clatrina i dinamina colocalitzaven amb les partícules del VIH a la cèl·lula diana. Tot i això, dynasore, un inhibidor de la escissió endosomal no va impedir ni la captura de virus, ni la fusió del virus amb la cèl·lula ni la replicació del virus després de la transferència cèl·lula a cèl·lula de partícules del VIH suggerint que la maduració endosomal no és necessària per cap etapa del cicle d'infecció del VIH. D'altra banda, la quantificació de la producció de DNA total va indicar que tots els agents anti-VIH inhibien la transmissió de virus lliure o cèl·lula a cèl·lula amb una potència similar descartant que la transmissió cèl·lula a cèl·lula pogués contribuir a la persistència del virus durant la teràpia antiretroviral. Finalment, es va observar que la transferència cèl·lula a cèl·lula d'antígens del VIH-1 era depenent del grau de polimerització de la actina de les cèl·lules diana CD4+ T. D'aquesta manera, les diferències fenotípiques en l'actina cortical entre les cèl·lules CD4+ T naive i memòria van determinar la eficiència de la transferència d'antígens virals induint diferents susceptibilitats a la infecció per VIH-1. Els nostres resultats reforcen la idea de que, després dels contactes cèl·lula a cèl·lula, els virus endocitats poden representar un reservori de partícules virals itinerant capaç d'induir la trans-infecció de les cèl·lules adjacents, però no poden induir una replicació eficient a partir dels compartiments endosomals.

La transmisión de célula a célula del VIH-1 es un mecanismo altamente eficiente de diseminación viral, y su relevancia durante la difusión in vivo en los sitios activos de replicación, es decir, en los tejidos linfoides primarios y secundarios, parece probable. La transmisión de antígenos del VIH de células infectadas a células T CD4+ no infectadas se produce a través de contactos célula a célula que requieren exclusivamente de la interacción entre la proteína de la envuelta del VIH gp120 y el receptor CD4 para inducir la captación endocítica de partículas virales en compartimientos resistentes a la tripsina en la célula diana. Sin embargo, no ha sido completamente estudiado el destino de los antígenos del VIH previamente transferidos y si la internalización de partículas del VIH mediante endocitosis puede dar lugar a una infección productiva. En este trabajo se muestra como IgGb12, un inhibidor de la unión del virus a CD4, impidió la infección de las células diana cargadas con el VIH sugiriendo que las partículas virales endocitadas necesitaron volver a la superficie y alcanzar nuevamente el espacio extracelular para interaccionar con el receptor CD4 e iniciar una infección productiva. Estudios previos realizados con microscopia confocal encontraron que las proteínas clatrina y dinamina colocalizaban con las partículas del VIH en la célula diana. A pesar de esto, dynasore, un inhibidor de la escisión endosomal no impidió ni la captura de virus, ni la fusión del virus con la célula ni la replicación del virus después de la transferencia célula a célula de partículas del VIH sugiriendo que la maduración endosomal no es necesaria para ninguna etapa del ciclo de infección del VIH. Por otra parte, la cuantificación de la producción de DNA total indicó que todos los agentes anti-VIH inhibían la transmisión de virus libre o célula a célula con una potencia similar descartando que la transmisión célula a célula pudiera contribuir a la persistencia del virus durante la terapia antiretroviral. Finalmente, se observó que la transferencia célula a célula de antígenos del VIH-1 era dependiente del grado de polimerización de la actina de las células diana CD4+ T. De esta manera, las diferencias fenotípicas en la actina cortical entre las células CD4+ T naive y memoria determinaron la eficiencia de la transferencia de antígenos virales induciendo distintas susceptibilidades a la infección por VIH-1. Nuestros resultados refuerzan la idea de que, después de los contactos célula a célula, los virus endocitados pueden representar un reservorio de partículas virales itinerante capaz de inducir la trans-infección de las células colindantes, pero no pueden inducir una replicación eficiente a partir de los compartimientos endosomales.