Het binnendringen van HIV-DNA in de celkern is een cruciale stap in de virale replicatiecyclus. Verschillende cellulaire verdedigingsmechanismen blokkeren echter het binnendringen van HIV-DNA in de kern, waardoor wordt voorkomen dat het virus een infectie veroorzaakt. Hier zijn enkele belangrijke mechanismen die voorkomen dat HIV-DNA de celkern binnendringt:

1. Nucleair poriëncomplex: Het nucleaire poriecomplex (NPC) is een grote eiwitstructuur die de beweging van moleculen tussen het cytoplasma en de kern regelt. Het fungeert als een selectieve barrière, waardoor bepaalde moleculen kunnen worden doorgelaten en andere worden geblokkeerd. HIV-DNA is te groot om passief door de NPC te verspreiden, en er zijn specifieke transportmechanismen nodig om het binnen te dringen.

2. TRIM5α: TRIM5α is een cellulair eiwit dat een cruciale rol speelt bij het blokkeren van HIV-infectie. Het behoort tot de tripartiete motieffamilie (TRIM) van eiwitten en wordt aangetroffen in het cytoplasma van cellen. TRIM5α bindt zich aan de HIV-capside, die het virale RNA-genoom inkapselt, en voorkomt het ontmantelen van de virale kern. Door de integriteit van de capside te behouden, blokkeert TRIM5α de afgifte van HIV-DNA in het cytoplasma en de daaropvolgende toegang tot de kern.

3. Cyclofiline A: Cyclophilin A (CypA) is een gastheerceleiwit dat tijdens de virale assemblage in het HIV-virion wordt opgenomen. CypA interageert met de HIV-capside en vergemakkelijkt het ontcoatingsproces, waardoor de afgifte van viraal RNA in het cytoplasma mogelijk wordt. Sommige polymorfismen in het CypA-gen verlenen echter resistentie tegen HIV-infectie door de interactie tussen CypA en de virale capside te belemmeren. Dit voorkomt het ontmantelen van het virus en blokkeert de toegang van HIV-DNA tot de celkern.

4. LEDGF/p75: Van lensepitheel afkomstige groeifactor (LEDGF/p75) is een cellulair eiwit dat interageert met het HIV-integrase-enzym. Integrase is verantwoordelijk voor de integratie van het virale DNA in het genoom van de gastheercel, een cruciale stap in de virale levenscyclus. LEDGF/p75 bindt normaliter integrase aan het chromatine, waardoor het integratieproces wordt vergemakkelijkt. Sommige LEDGF/p75-isovormen kunnen echter de interactie tussen integrase en het chromatine verstoren, waardoor de integratie van HIV-DNA in het gastheergenoom wordt geremd.

5. APOBEC3-eiwitten: APOBEC3-eiwitten zijn een familie van cellulaire enzymen die cytidine kunnen deamineren tot uridine in DNA- en RNA-moleculen. Het is met name bekend dat APOBEC3G HIV-infectie remt door het virale DNA te deamineren tijdens reverse transcriptie, het proces waarbij het virale RNA-genoom wordt omgezet in DNA. Door fouten in het virale DNA te introduceren, brengt APOBEC3G de integriteit van het virale genoom in gevaar en verhindert het de integratie ervan in het gastheercelchromosoom.

Deze cellulaire verdedigingsmechanismen fungeren gezamenlijk als barrières om het binnendringen van HIV-DNA in de celkern te blokkeren, waardoor het vermogen van het virus om infectie te veroorzaken en zich te vermenigvuldigen wordt beperkt. Het begrijpen van deze mechanismen is cruciaal voor het ontwikkelen van nieuwe therapeutische strategieën om HIV-infectie te bestrijden.