Viral quasispecies (original) (raw)
Unter Quasispezies versteht man in der Virologie das Auftreten verschiedener, gleichzeitig vorhandener Varianten eines ursprünglich infizierenden Virus innerhalb desselben Wirtes (Fluchtmutanten). Dabei entstehen die Varianten durch Mutationen des viralen Genoms und Selektion durch die Reaktion des Immunsystems.
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| dbo:abstract | Unter Quasispezies versteht man in der Virologie das Auftreten verschiedener, gleichzeitig vorhandener Varianten eines ursprünglich infizierenden Virus innerhalb desselben Wirtes (Fluchtmutanten). Dabei entstehen die Varianten durch Mutationen des viralen Genoms und Selektion durch die Reaktion des Immunsystems. Eine besondere medizinische Rolle spielt die Entstehung von Quasispezies bei Viren, die RNA als Genom besitzen (z. B. das HI-Virus und das Hepatitis-C-Virus) oder eine RNA-Zwischenstufe während der Replikation eines DNA-Genoms verwenden (die Familie Hepadnaviridae z. B. das Hepatitis-B-Virus). Durch Entstehung von Quasispezies können diese Viren die Reaktionen des Immunsystems beständig unterlaufen und Resistenzen gegen antivirale Medikamente entwickeln. Bei diesen Viren entstehen vor allem deshalb vermehrt Mutationen (und damit auch Quasispezies), da die benötigten RNA-Polymerasen im Gegensatz zu den meisten DNA-Polymerasen keinen Korrekturmechanismus besitzen. Die ursprüngliche Sequenz des Virusgenoms, mit dem der Organismus infiziert wurde, wird meist als Mastersequenz bezeichnet. Aufgrund der Entstehung der Quasispezies als komplexe Viruspopulationen und der auf sie wirkenden Selektion durch das Immunsystem wie auch der Auslese von Quasispezies mit hoher Vermehrungsrate (replikative Fitness), spricht man bei der Entstehung von Quasispezies auch von viraler Mikroevolution. Es handelt sich um eine Art evolutionäres Wettrennen zwischen dem Immunsystem des Körpers und der Viruspopulation. Das Konzept der Quasispezies viraler RNA wurde erstmals 1985 als Beschreibung der Heterogenität von Nukleinsäuren in die Virologie eingeführt. Der Begriff der Quasispezies selbst ist ursprünglich der molekularen Evolutionstheorie von Manfred Eigen und Peter Schuster entlehnt, nach der selbstreplizierende RNA-Populationen am Beginn der Entstehung lebender Systeme stehen. (de) Une quasi-espèce virale désigne en virologie une population de virions d'une même espèce, mais hétérogène et changeant, au sein d'un même organisme hôte. L'apparition d'un quasi-espèce virale est une conséquence de l'évolution et a principalement deux facteurs qui sont : * un taux de mutations important * la production d'un grand nombre de virions en peu de temps Le virus de l'immunodéficience humaine (VIH) est un exemple de virus qui au bout d'un certain temps voit chez son organisme hôte l'apparition d'une quasi-espèce. C'est la principale raison qui fait que le VIH devient avec le temps résistant aux traitements antirétroviraux, car il faut qu'ils soient efficaces sur tous les virions, sans quoi ceux qui sont résistants se retrouvent avantagés par la pression de sélection exercée par les antirétroviraux et finissent par remplacer tous les autres virions qu'on ne retrouvera plus à l'état libre mais qui demeureront archivés en ADN proviral dans des cellules qu'ils avaient déjà infectées (surtout des lymphocytes CD4+ ou des monocytes/macrophages). Toutefois, même si ces virions sont avantagés car résistants aux antirétroviraux utilisés, ils peuvent également être désavantagés car les mutations conférant la résistance peut également altérer la capacité du virus à se répliquer chez l'hôte. Cela explique pourquoi lors de l'arrêt des antirétroviraux pour lesquels une quasi-espèce était devenue résistante il y a souvent disparition de cette quasi-espèce et retour de variantes archivées qui s'apparentent plus au virus sauvage qui a initialement infecté l'hôte. La mise point d'un vaccin est également rendue compliquée. * Portail de la virologie (fr) A viral quasispecies is a population structure of viruses with a large number of variant genomes (related by mutations). Quasispecies result from high mutation rates as mutants arise continually and change in relative frequency as viral replication and selection proceeds. The theory predicts that a viral quasispecies at a low but evolutionarily neutral and highly connected (that is, flat) region in the fitness landscape will outcompete a quasispecies located at a higher but narrower fitness peak in which the surrounding mutants are unfit. This phenomenon has been called 'the quasispecies effect' or, more recently, the 'survival of the flattest'. The term quasispecies was adopted from a theory of the origin of life in which primitive replicons consisted of mutant distributions, as found experimentally with present-day RNA viruses within their host. The theory provided a new definition of wild type when describing viruses, and a conceptual framework for a deeper understanding of the adaptive potential of RNA viruses than is offered by classical studies based on simplified consensus sequences. The quasispecies model is most applicable when the genome size is limited and the mutation rate is high, and so is most relevant to RNA viruses (including important pathogens) because they have high mutation rates (approx one error per round of replication), though the concepts can apply to other biological entities such as reverse translating DNA viruses like hepatitis B. In such scenarios, complex distributions of closely related variant genomes are subjected to genetic variation, competition and selection, and may act as a unit of selection. Therefore, the evolutionary trajectory of the viral infection cannot be predicted solely from the characteristics of the fittest sequence. High mutation rates also place an upper limit compatible with inheritable information. Crossing such a limit leads to RNA virus extinction, a transition that is the basis of an antiviral design termed lethal mutagenesis, and of relevance to antiviral medicine. The relevance of quasispecies in virology has been the subject of extended debate. However, standard clonal analyses and deep sequencing methodologies have confirmed the presence of myriads of mutant genomes in viral populations, and their participation in adaptive processes. (en) Квазивиды (англ. quasispecies, [лат. quasi — как будто, будто бы]) — полиморфные популяции вирусов; набор нескольких линий, генетически взаимодействующих и поддерживающих друг друга. Например, отличительной особенностью некоторых вирусов (вируса гепатита С, вируса иммунодефицита человека) является их значительная изменчивость с образованием множества одновременно существующих, иммунологически различающихся антигенных вариантов. Популяции таких вирусов являются квазивидами. В последнее время этот термин используют для обозначения генетически близкородственных вариантов одного и того же изолята, возникающих в результате мутаций в ходе репликации вируса в организме-хозяине. (ru) |
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