Infection mechanism of cox-sackievirus B: Life cycle and strategies for immune evasion

Abstract

Coxsackieviruses B (CVBs) are small yet highly contagious viruses that cause several acute and chronic diseases. Structurally CVBs are small, nonenveloped, positive-sense single-stranded RNA viruses. The virus spreads through the fecal-oral route, and it can cause different diseases from mild cold-like symptoms to severe diseases. CVB infection is one of the major causes of infection-induced myocarditis. It is also strongly linked with type 1 diabetes.

This study aims to overview the virus’s infection mechanism and its counteractions in the cell and immune system. The infection mechanisms include the invasion of the virus, replication, assembly, and release. The virus enters the cell through coxsackievirus- and adenovirus receptors and utilizes the host's machinery for replication and translation. The virus effectively interferes with the host cell by disturbing its metabolisms and preventing transcription.

The virus is recognized by innate immunity through pattern recognition receptors. Detection drives the proper response of adaptive immunity, where B cells have the greatest impact. Nevertheless, CVB has clever ways to evade immunity. Successful evasion can lead to persistent infection as well as to effective spreading of the virus to secondary tissues. Chronic diseases are a result of persistent infections and damaging immune responses. Myocarditis and type 1 diabetes are examples of chronic diseases associated with CVB infection and pancreatic β-cells are demonstrated to be especially susceptible to coxsackievirus B infection. Understanding the infection mechanism of the virus is crucial for designing effective ways to prevent or treat the outcomes of the infection.

Coxsackie B -virukset ovat pieniä mutta helposti tarttuvia viruksia, jotka aiheuttavat sekä akuutteja että kroonisia sairauksia. Rakenteellisesti Coxsackie B -virukset ovat vaipattomia RNA-viruksia, joilla on positiivinen yksijuosteinen RNA-genomi. Virus leviää ulosteen ja suun kautta, ja sen aiheuttamien sairauksien oireet vaihtelevat lievistä flunssan kaltaisista oireista vakaviin sairauksiin. Coxsackievirus B on yksi infektion seurauksena kehittyvän sydänlihastulehduksen merkittävimmistä aiheuttajista. Virustartunta on yhdistetty myös tyypin 1 diabeteksen puhkeamiseen.

Tämän tutkielman tavoitteena on antaa yleiskuva viruksen infektiomekanismista ja menetelmistä vaikuttaa isäntäsolun ja immuunipuolustuksen toimintaan. Infektiomekanismi sisältää viruksen tunkeutumisen isäntäsoluun, sen genomin replikaation ja translaation, uusien virusten kokoamisen sekä vapauttamisen solusta joko solun hajottavaa, tai ei-hajottavaa reittiä. Virus pääsee soluun coxsackie- ja adenovirusreseptorin kautta. Virus hyödyntää isäntäsolun komponentteja replikaatioon ja translaatioon. Virus häiritsee isäntäsolua esimerkiksi estämällä sen omaa transkriptiota ja sotkemalla sen metaboliareittejä.

Immuunijärjestelmä tunnistaa viruksen synnynnäiseen immuniteettiin kuuluvien toistokuvioita tunnistavien reseptorien kautta. Viruksen tunnistaminen aiheuttaa adaptiivisen immuunivasteen aktivoimisen, jossa B-soluilla on suurin merkitys virusta vastaan puolustautuessa. Viruksella on kuitenkin monia nokkelia tapoja välttää tunnistetuksi tuleminen. Mikäli virusta vastaan ei synny tarvittavaa immuunivastetta, voi virusinfektio pitkittyä ja levitä sekundäärisiin elimiin. Krooniset sairaudet ovat seurausta pitkittyneistä infektioista ja vahingollisesta immuunivasteesta. Sydänlihastulehdus ja tyypin 1 diabetes ovat esimerkkejä kroonisista sairauksista, joiden kehittymiseen on liitetty Coxsackievirus B -infektio. Varsinkin haiman β-solujen on todistettu olevan erityisen alttiita virusinfektiolle. Infektiomekanismin kokonaisvaltainen ymmärtäminen on välttämätöntä, jotta virusinfektion ehkäisemiseksi ja lieventämiseksi voidaan kehittää hoitomenetelmiä.