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Cabrera-Rodríguez R, Pérez-Yanes S, Lorenzo-Sánchez I, Trujillo-González R, Estévez-Herrera J, García-Luis J, Valenzuela-Fernández A. HIV Infection: Shaping the Complex, Dynamic, and Interconnected Network of the Cytoskeleton. Int J Mol Sci 2023; 24:13104. [PMID: 37685911 PMCID: PMC10487602 DOI: 10.3390/ijms241713104] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [What about the content of this article? (0)] [Affiliation(s)] [Abstract] [Key Words] [MESH Headings] [Grants] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/08/2023] [Revised: 08/21/2023] [Accepted: 08/22/2023] [Indexed: 09/10/2023] Open
Abstract
HIV-1 has evolved a plethora of strategies to overcome the cytoskeletal barrier (i.e., actin and intermediate filaments (AFs and IFs) and microtubules (MTs)) to achieve the viral cycle. HIV-1 modifies cytoskeletal organization and dynamics by acting on associated adaptors and molecular motors to productively fuse, enter, and infect cells and then traffic to the cell surface, where virions assemble and are released to spread infection. The HIV-1 envelope (Env) initiates the cycle by binding to and signaling through its main cell surface receptors (CD4/CCR5/CXCR4) to shape the cytoskeleton for fusion pore formation, which permits viral core entry. Then, the HIV-1 capsid is transported to the nucleus associated with cytoskeleton tracks under the control of specific adaptors/molecular motors, as well as HIV-1 accessory proteins. Furthermore, HIV-1 drives the late stages of the viral cycle by regulating cytoskeleton dynamics to assure viral Pr55Gag expression and transport to the cell surface, where it assembles and buds to mature infectious virions. In this review, we therefore analyze how HIV-1 generates a cell-permissive state to infection by regulating the cytoskeleton and associated factors. Likewise, we discuss the relevance of this knowledge to understand HIV-1 infection and pathogenesis in patients and to develop therapeutic strategies to battle HIV-1.
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Affiliation(s)
- Romina Cabrera-Rodríguez
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
| | - Silvia Pérez-Yanes
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
| | - Iria Lorenzo-Sánchez
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
| | - Rodrigo Trujillo-González
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
- Analysis Department, Faculty of Mathematics, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain
| | - Judith Estévez-Herrera
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
| | - Jonay García-Luis
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
| | - Agustín Valenzuela-Fernández
- Laboratorio de Inmunología Celular y Viral, Unidad de Farmacología, Sección de Medicina, Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de La Laguna (ULL), 38200 La Laguna, Spain; (R.C.-R.); (S.P.-Y.); (I.L.-S.); (R.T.-G.); (J.E.-H.); (J.G.-L.)
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