Un estudio encuentra una nueva vía de respuesta antiviral en mamíferos que restringe la replicación de los poxvirus

En un estudio reciente publicado en el bioRxiv* servidor de preimpresión, los investigadores identificaron una nueva vía antiviral diferente de la vía del interferón (IFN) que inhibía la replicación del poxvirus.

Estudiar: Una vía de respuesta antiviral FACT-ETS-1 restringe la replicación viral y es contrarrestada por las proteínas A51R del poxvirus. Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock

Fondo

El Facilita Ccromatina TEl complejo ranscription (FACT) es un remodelador de la cromatina que funciona a través de la interacción coordinada entre el supresor humano del homólogo 66 de Ty 16 (hSpt16) y las subunidades de la proteína 1 de reconocimiento de estructura específica (SSRP1). El FACT, un sistema de genes conservado evolutivamente, regula la transcripción del ácido ribonucleico mensajero (ARNm) solo de genes celulares específicos al regular la accesibilidad de la cromatina a la maquinaria transcripcional. Por lo tanto, está presente en loci genómicos discretos. Sin embargo, los estudios no han descifrado la importancia de los sistemas de expresión génica mediados por FACT en la inmunidad humana.

Prácticamente todos los virus de mamíferos codifican antagonistas de IFN porque el sistema del gen IFN tipo I activa cientos de genes antivirales al encontrar un virus. antígeno. Su activación es crucial durante la(s) infección(es) viral(es) en mamíferos, incluidos los humanos. Sin embargo, los investigadores apenas han explorado los procesos transcripcionales antivirales que evolucionaron antes de las respuestas de IFN específicas de los mamíferos.

Los poxvirus, como el virus de la viruela (VARV), causaron la viruela, una enfermedad infecciosa mortal que se cobró millones de vidas humanas durante las muchas décadas que duró. A pesar de su erradicación en 1979, otros poxvirus siguen planteando importantes problemas de salud pública; por ejemplo, el virus Mpox o Monekypox (MPXV) causó un brote mortal en todo el mundo en 2022-2023. No obstante, las infecciones por poxvirus, en general, comprometen gravemente la inmunidad del huésped. Por lo tanto, existe una necesidad urgente de caracterizar los factores inmunes del huésped y las vías a las que se dirigen los poxvirus.

Un estudio anterior mostró que la proteína A15R codificada por el virus vaccinia (VV) es crítica para una replicación viral robusta en células de mamíferos. Su deficiencia, sin embargo, no alteró la susceptibilidad de VV al tratamiento con IFN en cultivos de células de mamíferos. Sorprendentemente, solo la expresión de A51R promovió la replicación del ARN viral en células de insectos no permisivas. Juntas, estas observaciones señalan que A51R inhibe respuestas antivirales eucariotas indefinidas que evolucionaron antes de las respuestas de IFN.

Sobre el estudio

En el presente estudio, los investigadores primero identificaron cómo VV A51R interactuaba con la subunidad hSpt16 de FACT utilizando una pantalla de dos híbridos de levadura y una biblioteca de presas humanas. La subunidad hSpt16 tenía nueve clones de presa superpuestos, lo que implicaba que el dominio de interacción A51R en hSpt16 estaba anidado dentro de los residuos de aminoácidos (AA) 758 a 893. Los investigadores confirmaron la interacción entre hSpt16 y Flag-A51R en células A549 usando la co-inmunoprecipitación (Co -IP) metodología. Los resultados de Co-IP confirmaron una interacción exclusiva entre VV A51R y la subunidad hSpt16 de FACT.

A continuación, el equipo usó interferencia de ARN (RNAi) para determinar si FACT afectó la replicación de VV. Los estudios de RNAi encontraron que el agotamiento de FACT complementó la falla de replicación del VV empobrecido en A51R. Además, FACT restringió ampliamente el ácido desoxirribonucleico (ADN) citoplasmático y los virus de ARN.

Para una prueba más detallada del papel de FACT en las respuestas inmunitarias antivirales, los investigadores continuaron examinando las interacciones VV A51R-hSpt16. Mientras que en geles de acrilamida al 10 %, hSpt16 se resolvió como una banda, hubo dos bandas de hSpt16 de ~140 y 155 kiloDalton de peso molecular (MW) en geles al 6 %. La diferencia de ~15 a 20 kDa en MW de las dos bandas indicó que la banda superior era una forma SUMOilada de hSpt16. Por lo tanto, el equipo volvió a probar estas distintas membranas Co-IP por separado con un pequeño modificador 1 similar a la ubiquitina (SUMO- 1) anticuerpos.

La SUMOilación, una modificación postraduccional, implica la unión covalente de proteína(s) SUMO a residuos de lisina en proteínas diana a través de una cascada enzimática que modifica su función biológica.

Dado que Spt16 se conserva entre los eucariotas, los investigadores también evaluaron la SUMOilación de Spt16 en varias líneas celulares humanas y eucariotas. Sorprendentemente, SUMOylated Spt16 estaba presente en todas las líneas celulares humanas analizadas, incluidos los fibroblastos dérmicos humanos normales primarios (NHDF). Además, incluso las líneas celulares derivadas de mono, ratón, hámster y murciélago tenían Spt16 SUMOylated.

Hallazgos del estudio

Las investigaciones del estudio actual revelaron que la expresión temprana del gen VV desencadenó la expresión del factor de transcripción (TF) del protooncogén 1 (ETS-1) ETS dependiente de FACT denominada vía de respuesta antiviral (FEAR) FACT-ETS-1 que restringió la replicación viral. Al igual que FACT, los ETS son TF eucariotas primitivos, que se originaron hace casi 600 millones de años en los invertebrados. La SUMOilación de hSpt16 reguló la función FACT antiviral y autorizó a FACT para unirse a la cromatina transcripcionalmente activa durante la infección viral.

La vía FEAR tiene relevancia fisiológica sugerida por el hallazgo de que VV A51R contrarrestó esta vía compitiendo con SSRP1 para unirse a hSpt16^SUMO y atarlo a los microtúbulos (MT) para bloquear su acumulación en el núcleo. Además, la patogenicidad reducida de las cepas VV que codifican mutaciones A51R que impidieron la SUMOilación de hSpt16 destacó la contribución de esta interacción virus-huésped a la enfermedad viral. Dado que las proteínas A51R de múltiples poxvirus (p. ej., el virus Ectromelia) se unen a hSpt16SUMO y se asocian con los MT, sugiere que se trata de un mecanismo de evasión inmunitaria del huésped del poxvirus conservado. Otros virus que albergan A51R son la viruela bovina, los virus de la enfermedad similar a Yaba y el MPXV.

Tanto FACT como ETS-1 desempeñaron un papel crucial en la activación de la respuesta transcripcional del huésped a la infección viral. Sin embargo, ETS-1 restringió la replicación viral en un hSpt16^SUMO/De manera dependiente de FACT. La vía FEAR parecía ser anterior y permanecer distinta de la respuesta de IFN. Asimismo, es probable que ETS-1 desempeñe un papel antimicrobiano en eucariotas.

Además, los resultados de este estudio podrían ayudar a probar la función de las nuevas vías antivirales del huésped y los mecanismos de su regulación en otras etiologías humanas, por ejemplo, el cáncer. Los estudios también han demostrado una correlación entre la regulación positiva de ETS-1 y la supervivencia deficiente en pacientes con cáncer. Por lo tanto, nuestro hallazgo de que la inducción de ETS-1 requiere la función hSpt16SUMO podría brindar información sobre cómo la sobreexpresión de FACT promueve la expresión de genes oncogénicos y resultados graves en pacientes con cáncer.

Además, el estudio demostró que hSpt16^SUMO promovió su unión a la histona H2B monoubiquitinada. Este biomarcador de sitios de transcripción activos en la cromatina durante la infección viral también estimula la expresión de ETS-1.

Conclusiones

En general, el estudio actual demostró un papel amplio para FACT en la inmunidad antiviral. Dado que FACT también restringió los virus de ARN citoplasmático no relacionados, resultó ser un componente crítico de la inmunidad antiviral. Los estudios futuros deberían investigar cómo los virus de ARN se activan y encuentran FACT, incluidos los mecanismos que rigen su activación. Además, el estudio evidenció que la vía FEAR de los eucariotas es un mecanismo de evasión inmune viral único. Por lo tanto, los estudios también deberían explorar más genes regulados por ETS-1 durante la(s) infección(es) viral(es) y su(s) papel(es) para restringirlas.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica/el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.