Prima fase del ciclo replicativo virale: attacco

E' logico considerare la prima interazione di un virus con una cellula ospite come il punto di inizio di un nuovo ciclo. Tecnicamente, l'attacco del virus consiste nel legame specifico di una proteina deputata all'attacco ( o antirecettore) a un recettore cellulare. I recettori presenti sulla superficie cellulare possono essere proteine (normalmente glicoproteine) o i residui carboidrati presenti su glicoproteine o glicolipidi. I primi sono generalmente recettori specifici, nel senso che un certo virus può usare una determinata proteina come recettore. I gruppi carboidrati, invece, rappresentano recettori meno specifici in quanto la stessa configurazione di catene laterali può essere presente su diverse molecole di membrana. Alcuni virus complessi (es., i poxvirus e gli herpesvirus) possono reagire con più di un recettore alternativo e pertanto utilizzano più di una via alternativa di penetrazione nelle cellule. A loro volta, i recettori virali possono appartenere a diverse classi molecolare, come ad esempio alle molecole della superfamiglia delle immunoglobuline. La proprietà che tutti i recettori virali hanno in comune è che non sono prodotti dalla cellula per permettere l'ingresso dei virus, ma, al contrario, i virus sfruttano molecole necessarie alla cellula per svolgere le loro funzioni. Per i virus vegetali, invece, l'attacco è diverso infatti essi sfruttano una rottura della parete cellulare per introdurre la particella virale direttamente all'interno della cellula in quanto la parete è molto spessa essendo costituita da cellulosa. Un esempio molto studiato di interazione virus-recettore è quello del virus influenzale. L'emoagglutinina costituisce insieme alla neuraminidasi, i due tipi di spicole (spike) alla superficie del virione influenzale. Questi spike di emoagglutinina sono responsabili dell'attacco del virus influenzale al recettore, che è l'acido sialico, un tipo di oligosaccaride molto presente in diversi tipi di molecole glicosilate. Questo tipo di recettore conferisce una bassa specificità d'interazione alla cellula, e infatti i virus influenzali si attaccano a molti tipi di cellule che poi non vengono infettate oltre che alle cellule che vengono infettate produttivamente. In molti casi la presenza (o assenza) di recettori alla superficie cellulare è il principale determinante del tropismo di un virus, cioè del tipo di cellula che un virus va ad infettare. In alcuni casi blocchi intracellulari a stadi successivi della replicazione sono responsabili nel determinare lo spettro di cellule in cui un virus può compiere un infezione produttiva, ma queste restrizioni sono piuttosto infrequenti. Pertanto, la fase iniziale della replicazione, cioè la prima interazione che ha luogo tra un virus e la cellula ospite, hanno una grande influenza sulla patogenesi virale e nel determinare il destino dell'infezione. Tutto questo lo si può osservare con il virus dell'immunodeficienza umana (HIV); in questo caso i recettori costituiscono i principali determinanti del tropismo cellulare. Il recettore primario per HIV è CD4. La trasfezione di cellule umane che non esprimono CD4 (come ad esempio le cellule epiteliali) con costrutti che permettano l'espressione di CD4 rende queste cellule permissive per l'infezione da HIV. Tuttavia, la trasfezione di cellule di roditori con vettori di espressione per CD4 non permette l'infezione produttiva da parte di HIV. Se tuttavia, il DNA provirale viene inserito all'interno di cellule di roditori mediante trasfezione, allora si ha produzione di virus, indicando che non vi è alcun blocco intracellulare della moltiplicazione dei virus. Attraverso queste osservazioni si è giunto alla conclusione che, oltre a CD4, devono esistere uno o più fattori accessori che, nell'insieme, formano un recettore funzionale per l'HIV. Esistono, infatti, una famiglia di proteine chiamate recettori β-chemiochine. Vari membri di questa famiglia giocano un ruolo nella penetrazione di HIV nelle cellule, e la loro distribuzione rappresenta il sistema più importante che controlla il tropismo di HIV per i vari tipi cellulari.