Ciclul reproductiv al virusului gripal poate fi privit ca fiind alcatuit din 8 faze distincte: atasarea la celula gazda, fuziunea si decapsularea, importul nuclear de ribonucleoproteine, transcriptia, replicarea si sinteza de proteine virale, exportul nuclear de ribonucleoproteine si in final asamblarea virala si eliberarea noilor virusi.
Virusul se ataseaza la celula gazda prin intermediul moleculelor de hemaglutinina HA de la suprafata capsidei, ce se leaga de radicalii de acid sialic legate α-2,3 sau α-2,6 la suprafata celulei gazda.
Specificitatea hemaglutininelor influenzei de tip A pentru una din aceste legaturi previne in mod normal transferul virusilor de la pasari la om. Totusi aceasta bariera poate fi si ea inlaturata, dupa cum s-a observat la culturi virale ce s-au adaptat la noua gazda prin mutatii ale situsului de legare a receptorilor din gena virala ce codifica HA.
In aceasta faza procesul este inca reversibil, neuraminidaza NA avand si un rol de selectie, impiedicand atasarea particulei virale la celule nespecifice. NA actioneaza prin clivaj polizaharidic la nivelul legaturilor nou formate cu acidul sialic.
Odata atasat, virusul va fi introdus in celula gazda in majoritatea cazurilor prin endocitoza, dar au fost descrise si fenomene de macropinocitoza, internalizare prin caveole sau fenomene nespecifice de strabatere a membranei celulare. [Krug & Lamb 2001]
Decapsularea particulei virale are loc in endozomul format de celula gazda. Acidifierea (scaderea pH-ului) din interiorul endozomului stimuleaza fuziunea membranei virale cu cea endozomala, cauzand o modificare structurala a HA, aceasta fiind clivata si eliberand subunitatea HA2. Portiunea peptidica terminala a acesteia fuzioneaza cu membrana endozomala. Actiunea concertata a mai multor molecule de HA creaza un por prin care ribonucleoproteinele virale (complexul ARN viral + proteine virale specifice) trec in citoplasma celulei gazda.
Proteina M2 este cea care regleaza influxul de ioni H+ spre interiorul endozomului, ducand astfel atat la scaderea pH-ului cat si la ruperea legaturilor proteice pentru a fi posibila eliberarea ribonucleoproteinelor virale din matricea proteica M1 din care facea parte.
Astfel, fuziunea membranelor mediata de hemaglutinina si eliberarea ribonucleoproteinelor cu ajutorul proteinei M2, duc la eliberarea ARN-ului viral in citoplasma.
Dupa ce ribonucleoproteinele ajung in citoplasma, ele sunt transportate catre nucleu. Procesul de transport incepe cu recunoasterea NLS semnalul de localizare nucleara. In cazul virusurilor influenzei, proteina NP in care sunt invelite ribonucleoproteinele virale actioneaza ca secventa de localizare nucleara, dar doar in prezenta alfa-carioferinelor in forma heterodimerica. Apoi urmeaza atragerea carioferinelor beta pentru a forma un complex trimeric. Odata formata structura trimerica aceasta este capabila de a se lega la unul din porii nucleului si la membrana nucleara, asigurand astfel patrunderea complexului ribonucleoproteic viral in nucleul celulei gazda. [Gillespiere, 2005].
In interiorul nucleului incepe procesul de transcriptie al ARN-ului viral. ARN-ul viral, de sens negativ, serveste ca matrita atat pentru sinteza ARNm poliadenilat, cat si pentru ARNc complementar de sens pozitiv. La randul sau, ARN-ul complementar serveste ca matrita pentru sinteza noilor molecule de ARN viral. ARN-polimeraza virala patrunde in nucleu odata cu complexul ribonucleoproteic-carioferina, si ea este cea care catalizeaza aceste trei reactii.
Dupa incheierea transcriptiei ARN-ului viral incepe asamblarea si exportul nuclear de ribonucleoproteine virale. ARN-ul viral sintetizat in nucleul celulei gazda infectate este "impachetat" in complexe nucleoproteice ce contin 2 proteine specifice: NP si M1, formand nucleocapside. NP inveleste si protejeaza scheletul de carbohidroxifosfati, iar M1 este esential pentru exportul complexului din nucleu. M1 mediaza interactiunile dintre complexul ribonucleoproteic si proteina NS2, care la randul sau interactioneaza cu proteinele de export nuclear ale celulei gazda (CRM1).
Se banuieste ca proteina NP are o functie de decizie in sinteza de ARNm sau ARNc, deoarece in fazele tardive ale infectiei cand exista o cantitate mare de NP, sinteza de ARNm este sistata dar continua sinteza de ARNc.
Complexul ribonucleoproteic este asamblat in nucleul celulei gazda prin intermediul interactiunii proteinelor virus specifice M1 si NP, si este exportat cu ajutorul proteinei celulare CRM1 si recrutand si alte proteine celulare pentru a traversa porul nuclear inapoi spre citoplasma.
In final, incepe faza de asamblare a virusului nou format la locul de inmugurire prin patrunderea proteinelor HA, NA si M2 in reticulul endoplasmatic al celulei gazda. In interiorul reticulului endoplasmatic HA si NA sunt pliate si glicozilate. Proteinele hemaglutininice sunt apoi asamblate intr-un trimer si ajung impreuna cu NA si M2 in aparatul Golgi. In aparatul Golgi are loc esterificarea radicalilor cisteinici ai HA si M2 cu acid palmitic.
Tot la nivelul aparatului Golgi are loc clivajul (activarea) HA a tulpinilor cu patogenitate ridicata de origine aviara. Majoritatea tulpinilor, incluzandu-le si pe cele patogene pentru om, sunt activate prin proteaze extracelulare, prezente doar la nivelul aparatului respirator si al tubului digestiv, limitand astfel "biotopul" organic al virusului influenzei. De asemenea in cele mai multe cazuri, tropismul tisular al virusului isi pune amprenta pe patogenitatea acestuia. La virusul gripal de exemplu, cu tropism pentru aparatul respirator, inmugurirea este un proces asimetric, avand loc doar la polul apical al membranei unor celule polarizate, cum sunt celulele epiteliale pulmonare.
Asamblarea celor 8 segmente de ARN este facuta prin procese de incorporare selective sau neselective.
Modelul teoretic al incorporarii aleatorii presupune existenta unei caracteristici structurale comune ce permite ca orice combinatie de ARNv sa fie incorporata in virioni. Acest model se bazeaza pe observatia ca in mod particular virionii pot contine si mai mult de 8 segmente de ARN.
Modelul incorporarii selective prezice prezenta unor structuri specifice in fiecare segment de ARN, ducand la incorporarea celor 8 segmente cunoscute in fiecare virion.
S-a demonstrat ca secventa din regiunea ce codifica NA poseda un semnal ce duce la incorporarea secventei in virioni. Aceasta descoperire conduce la banuiala ca fiecare segment de ARN viral are o contributie unica in mecanismul de incorporare, fiind ele insele responsabile de alegerea a 8 segmente distincte in fiecare virion. Descoperirea acestui semnal de incorporare codificat in segmentul 6 (si altele ce nu au fost inca gasite) poate insemna descoperirea unei noi clase de antivirale in lupta cu virusul influenzei.
Inmugurirea este initiata de acumularea proteinei M1 la interiorul membranei lipo-proteice celulare si se materializeaza prin fuziunea membranara, membrana celulara devenind peplosul noilor particule virale. La circa 2 ore dupa infestarea celulei gazda membrana apare ingrosata la locurile de acumulare a M1.
Eliberarea propriu-zisa din celula infectata este realizata pe cale enzimatica, cu ajutorul neuraminidazei, prin eliberare de acid sialic.
Celula gazda nu este lizata, dar necrobioza se instaleaza intr-un interval de cateva ore datorita sistarii sintezei de componente proprii si leziunilor membranare extinse.
