El coronavirus del síndrome de diarrea aguda porcina promueve la replicación al desencadenar la autofagia

El coronavirus del síndrome de diarrea aguda porcina promueve la replicación al desencadenar la autofagia

uno reciente iCiencia Un estudio encuentra que el coronavirus del síndrome de diarrea aguda porcina (SADS-CoV) promueve la autofagia para mantener su replicación en las células huésped. Más específicamente, el virus regula a la baja la vía de señalización AKT/objetivo de rapamicina en mamíferos (mTOR) para desencadenar la autofagia.

Estudiar: El coronavirus del síndrome de diarrea porcina aguda induce la autofagia para promover su replicación a través de la vía Akt/mTOR.Fuente de la imagen: Kateryna Kon / Shutterstock.com

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SADS-CoV es un virus del ácido ribonucleico (virus ARN) de sentido positivo, monocatenario y envuelto que pertenece a la familia Coronaviridae. Otros miembros altamente patógenos de la misma familia de virus incluyen el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV), el coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) y, más recientemente, el SARS-CoV-2.

SADS-CoV es un coronavirus zoonótico originado en murciélagos que se descubrió recientemente en 2017. El virus es potencialmente transmisible entre especies y puede infectar una variedad de células derivadas de cerdos, ratas, monos y humanos. Esto destaca la necesidad de comprender las interacciones huésped-patógeno para identificar posibles terapias antivirales.

La autofagia es un importante mecanismo de defensa del huésped contra virus invasores. Este proceso ayuda a destruir y eliminar los componentes virales a través de la vía de degradación lisosomal. Sin embargo, se ha descubierto que algunos virus, como el virus Zika, el virus del papiloma humano (VPH) y el virus del herpes simple tipo 2, bloquean la autofagia del huésped para promover la replicación y la supervivencia.

En el estudio actual, los científicos están investigando la conexión entre la infección por SADS-CoV y la regulación de la autofagia.

Impacto de la infección SADS-CoV en la autofagia

Se infectaron células derivadas de mono y cerdo con SADS-CoV-2 y se sometieron a análisis de autofagia en diferentes momentos. La modulación de la autofagia se evaluó estimando la expresión de un marcador de autofagosoma vital LC3-II.

Se descubrió que la infección por SADS-CoV induce la expresión de LC3-II en todos los momentos analizados después de la infección. La expresión más alta se observó después de 24 y 36 horas, dependiendo del tipo de célula. Además, el análisis microscópico confirmó la acumulación de autofagosomas en respuesta a la infección por SADS-CoV.

Para determinar si un virus con capacidad de replicación incompetente puede desencadenar la autofagia, primero se inactivó SADS-CoV mediante radiación ultravioleta (UV) y luego se utilizó para infectar células. Este experimento reveló que SADS-CoV necesita mantener su replicación en las células huésped para estimular el proceso de autofagia.

La influencia de la autofagia en la replicación de SADS-CoV se evaluó utilizando rapamicina y 3-metilamina, un inductor e inhibidor establecido de la autofagia, respectivamente. Si bien se descubrió que la rapamicina inducía tanto la autofagia como la replicación del virus en las células huésped, se observó un efecto opuesto en las células tratadas con 3-metilademina.

Estos resultados sugieren que SADS-CoV induce la autofagia para facilitar su replicación dentro de las células huésped durante la infección.

Mecanismo de autofagia inducida por SADS-CoV

La autofagia se caracteriza por la formación de autofagosomas y la posterior fusión de autofagosomas con lisosomas para degradar los componentes virales. Mientras que algunos virus inducen la fusión de autofagosomas con endosomas para sobrevivir, otros previenen la fusión entre autofagosomas y lisosomas y posteriormente inhiben el flujo autofágico.

Una serie de experimentos para determinar los detalles mecanísticos de la autofagia inducida por SADS-CoV revelaron que el virus induce un flujo autofágico completo para promover su replicación. Se descubrió que la inhibición de la fusión autofagosoma-lisosoma interrumpe la replicación del virus.

Un análisis más detallado reveló que SADS-CoV induce la autofagia a través de la vía dependiente de ATG5. ATG5 es una proteína necesaria para la formación de autofagosomas. A nivel molecular, SADS-CoV inhibió la vía de señalización AKT/mTOR para promover la autofagia y mantener la replicación.

La vía de señalización mTOR juega un papel crucial en el inicio de la autofagia. AKT es una serina/treonina quinasa que funciona como un componente de señalización aguas arriba de la vía de señalización mTOR para regular la autofagia.

Impacto de la inhibición de la autofagia en la replicación de SADS-CoV

Se realizó un análisis proteómico de células infectadas con SADS-CoV para identificar posibles objetivos antivirales. Esto condujo a la identificación de ocho proteínas expresadas diferencialmente asociadas con la vía de señalización PI3K/AKT. De estas proteínas, sólo la integrina α3 (ITGA3) mostró efectos antivirales contra la replicación de SADS-CoV.

ITGA3 es una proteína de adhesión a la membrana celular estrechamente relacionada con la autofagia. La sobreexpresión de ITGA3 en células infectadas con SADS-CoV dio como resultado una regulación negativa de la autofagia y la replicación viral y una regulación positiva de las actividades de AKT y mTOR. Por el contrario, se observaron acontecimientos opuestos tras la supresión de ITGA3 en la célula infectada por el virus.

Estos resultados sugieren que ITGA3 previene la replicación de SADS-CoV al inhibir la autofagia a través de la vía AKT/mTOR.

Importancia del estudio

El estudio actual describe un nuevo mecanismo de autofagia inducida por SADS-CV que es necesaria para la replicación y supervivencia del virus en las células huésped. Además, el estudio identifica a ITGA3 como una potencial molécula antiviral que puede prevenir la replicación del virus al inhibir la autofagia.

Referencia:

• Zeng, S., Zhao, Y., Peng, O., et al. (2022). Das Coronavirus mit akutem Schweinedurchfall-Syndrom induziert Autophagie, um seine Replikation über den Akt/mTOR-Weg zu fördern. iScience. doi: 10.1016/j.isci.2022.105394. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2589004222016662