Structuur en genoomEdit
Lassa-virussen zijn omhulde, enkelstrengs, bisegmenteerde, ambisense RNA-virussen. Hun genoom bestaat uit twee RNA-segmenten die elk coderen voor twee eiwitten, één in elke zin, voor een totaal van vier virale eiwitten. Het grote segment codeert een klein zinkvingereiwit (Z) dat de transcriptie en replicatie reguleert, en het RNA-polymerase (L). Het kleine segment codeert het nucleoproteïne (NP) en de oppervlakte-glycoproteïne precursor (GP, ook bekend als de virale spike), die proteolytisch wordt gesplitst in de enveloppe-glycoproteïnen GP1 en GP2 die zich binden aan de alpha-dystroglycan receptor en die de toegang tot de gastheercel mediëren.
Lassakoorts veroorzaakt hemorragische koorts die vaak wordt gekenmerkt door immunosuppressie. Lassa-mammarenavirus repliceert zeer snel, en vertoont temporele controle bij de replicatie. De eerste replicatiestap is de transcriptie van mRNA-kopieën van het negatieve- of minsense-genoom. Dit zorgt voor een toereikende aanvoer van virale eiwitten voor de volgende replicatiestappen, aangezien de NP- en L-eiwitten uit het mRNA worden vertaald. Het positieve- of plussensegenoom maakt vervolgens virale complementaire RNA-kopieën (vcRNA) van zichzelf. De RNA-kopieën zijn een sjabloon voor de productie van negatieve-sense nakomelingen, maar er wordt ook mRNA uit gesynthetiseerd. Het mRNA dat uit het vcRNA wordt gesynthetiseerd, wordt vertaald om de GP- en Z-eiwitten te maken. Door deze temporele controle kunnen de spike-eiwitten als laatste worden geproduceerd, waardoor de herkenning door het immuunsysteem van de gastheer wordt vertraagd.
Nucleotidenstudies van het genoom hebben aangetoond dat Lassa vier stammen heeft: drie in Nigeria en de vierde in Guinee, Liberia en Sierra Leone. De Nigeriaanse stammen lijken waarschijnlijk voorouder te zijn geweest van de andere, maar aanvullend werk is nodig om dit te bevestigen.
ReceptorenEdit
Lassa-mammacaravirus komt de gastheercel binnen via de celoppervlakreceptor het alfa-dystroglycan (alfa-DG), een veelzijdige receptor voor eiwitten van de extracellulaire matrix. Het deelt deze receptor met het prototypische Oude Wereld arenavirus lymfocytair choriomeningitisvirus. De herkenning van de receptor is afhankelijk van een specifieke suikermodificatie van alfa-dystroglycaan door een groep glycosyltransferasen die bekend staan als de LARGE-eiwitten. Specifieke varianten van de genen die voor deze eiwitten coderen, lijken onder positieve selectie te staan in West-Afrika, waar Lassa endemisch is. Alpha-dystroglycan wordt ook als receptor gebruikt door virussen van de Nieuwe Wereld clade C arenavirussen (Oliveros en Latino virussen). De arenavirussen van de clades A en B van de Nieuwe Wereld, waartoe naast het niet-pathogene Amapari-virus de belangrijke virussen Machupo, Guanarito, Junin en Sabia behoren, gebruiken daarentegen de transferrinereceptor 1. Een klein alifatisch aminozuur op de GP1-glycoproteïne aminozuurpositie 260 is vereist voor binding met hoge affiniteit aan alfa-DG. Bovendien blijkt GP1 aminozuurpositie 259 ook belangrijk te zijn, aangezien alle arenavirussen met hoge affiniteit voor alfa-DG binding een volumineus aromatisch aminozuur (tyrosine of fenylalanine) op deze positie bezitten.
In tegenstelling tot de meeste omhulde virussen, die gebruik maken van met clathrine gecoate putjes om de cel binnen te komen en zich op een pH-afhankelijke manier aan hun receptoren binden, gebruiken het Lassa- en het lymfocytaire choriomeningitisvirus in plaats daarvan een endocytotische route die onafhankelijk is van clathrine, caveolin, dynamin en actine. Eenmaal in de cel worden de virussen snel naar endosomen gebracht via vesiculaire trafiek, zij het dat deze grotendeels onafhankelijk is van de kleine GTPasen Rab5 en Rab7. Bij contact met het endosoom vindt pH-afhankelijke membraanfusie plaats, gemedieerd door het enveloppe-glycoproteïne, dat bij de lagere pH van het endosoom het lysosome eiwit LAMP1 bindt, wat resulteert in membraanfusie en ontsnapping uit het endosoom.
LevenscyclusEdit
De levenscyclus van het Lassa-mammarenavirus is vergelijkbaar met die van de arenavirussen uit de Oude Wereld. Het Lassa-mammarenavirus komt de cel binnen via de receptorgemedieerde endocytose. Welke endocytotische route wordt gebruikt is nog niet bekend, maar in ieder geval is de cellulaire binnendringing gevoelig voor cholesteroldepletie. Er werd gerapporteerd dat de internalisatie van het virus beperkt wordt bij de depletie van cholesterol. De receptor die voor de celinsluiting wordt gebruikt is alpha-dystroglycan, een sterk geconserveerde en ubiquitair tot expressie komende receptor voor extracellulaire matrix-eiwitten. Dystroglycaan, dat later wordt gesplitst in alfa-dystroglycaan en bèta-dystroglycaan, komt oorspronkelijk tot expressie in de meeste cellen tot rijpe weefsels, en het vormt de moleculaire verbinding tussen het ECM en het op actine gebaseerde cytoskelet. Nadat het virus de cel is binnengekomen door alfa-dystroglycaan gemedieerde endocytose, brengt de lage pH-omgeving een pH-afhankelijke membraanfusie op gang en komt het RNP-complex (viraal ribonucleoproteïne) vrij in het cytoplasma. Het virale RNA wordt uitgepakt, en de replicatie en transcriptie beginnen in het cytoplasma. Wanneer de replicatie begint, synthetiseren zowel het S- als het L RNA-genoom de antigenomische S- en L RNA’s, en uit de antigenomische RNA’s wordt genomisch S- en L RNA gesynthetiseerd. Zowel het genomische als het antigenomische RNA is nodig voor transcriptie en translatie. Het S RNA codeert voor de GP en NP (viral nucleocapsid protein) eiwitten, terwijl het L RNA codeert voor de Z en L eiwitten. Het L-eiwit vertegenwoordigt waarschijnlijk het virale RNA-afhankelijke RNA-polymerase. Wanneer de cel door het virus wordt geïnfecteerd, wordt L-polymerase geassocieerd met het virale RNP en begint het met de transcriptie van het genomische RNA. De 5′ en 3′ terminale 19 nt virale promotor regio’s van beide RNA segmenten zijn noodzakelijk voor herkenning en binding van het virale polymerase. De primaire transcriptie transcribeert eerst mRNA’s van de genomische S- en L RNA’s, die coderen voor respectievelijk de NP- en L-eiwitten. De transcriptie eindigt bij de steel-loop (SL)-structuur binnen de intergenomische regio. Arenavirussen gebruiken een cap snatching-strategie om de cap-structuren van de cellulaire mRNA’s te verkrijgen, en dit wordt gemedieerd door de endonuclease-activiteit van het L-polymerase en de cap-bindende activiteit van NP. Antigenomisch RNA transcribeert de virale genen GPC en Z, gecodeerd in de genomische oriëntatie, uit respectievelijk de S- en L-segmenten. Het antigenomisch RNA dient ook als sjabloon voor de replicatie. Na translatie van GPC wordt het posttranslationeel gemodificeerd in het endoplasmatisch reticulum. GPC wordt gesplitst in GP1 en GP2 in het latere stadium van de secretorische route. Er is gerapporteerd dat het cellulaire protease SKI-1/S1P verantwoordelijk is voor deze splitsing. De gesplitste glycoproteïnen worden opgenomen in de virionenvelop wanneer het virus uit de celmembraan loslaat.