Replikační cyklus lidského polyomaviru BK a jeho role v modulaci buněčných procesů

Abstract

Lidský virus BK je malý neobalený DNA virus patřící do čeledi Polyomaviridae. V dospělé populaci je hojně rozšířen a po celý život perzistuje především v buňkách ledvin. Zatímco u imunokompetentních jedinců infekce probíhá asymptomaticky, v případě oslabení imunity dochází k reaktivaci infekce a masivní replikaci, která se nejčasněji manifestuje jako BK-asociovaná nefropatie, či hemoragická cystitida. První část práce shrnuje současné poznání o replikačním cyklu polyomaviru BK od vstupu viru do buňky až po uvolnění virového potomstva a nejdůležitější informace o virovém genomu a proteinech. Druhá část práce se zaměřuje na vybrané buněčné procesy modulované infekcí BKPyV a virem indukované cytopatické efekty ovlivňující membránové organely a struktury. Mezi ně patří například indukce tvorby cytoplazmatických vakuol, změny morfologie, integrity a rovnováhy ER, fragmentace mitochondrií, jejich mitofagie a další. V této oblasti stále zůstává řada otevřených otázek, jako je mechanismus persistence a (ne)schopnost imunitního systému hostitele adekvátně reagovat na přítomnost patogenu. Porozumění molekulárním aspektům replikačního cyklu viru BK a mechanismům persistence a patogeneze je nezbytné pro vývoj specifických antivirotik a vakcín. Klíčová slova: polyomavirus BK, replikační cyklus, persistence,...

Human BK virus is a small non-enveloped DNA virus belonging to the Polyomaviridae family. It is widely spread in the adult population and persists throughout life, mainly in kidney cells. While in immunocompetent individuals the infection is asymptomatic, in cases of weakened immunity, the infection reactivation and massive replication occur, which mostly manifests as BK-associated nephropathy or hemorrhagic cystitis. The first part of the work summarizes the current knowledge about the life cycle of BK polyomavirus from virus entry into the cell to the release of viral progeny and the most important information about the viral genome and proteins. The second part of the work focuses on selected cellular processes modulated by BKPyV infection and virus-induced cytopathic effects affecting membrane organelles and structures. These include, for example, induction of cytoplasmic vacuole formation, changes in morphology, integrity and balance of the ER, fragmentation of mitochondria, mitophagy and others. Many questions remain open in this area, such as the mechanism of persistence and the (in)ability of the host immune system to respond adequately to the presence of the pathogen. Understanding the molecular aspects of the BK virus replication cycle and the mechanisms of persistence and pathogenesis is...