¿Cómo modula el sistema ISG15/ISGylation la infección por el virus vaccinia?

¿Cómo modula el sistema ISG15/ISGylation la infección por el virus vaccinia?

En un estudio reciente publicado en bioRxiv * El servidor mostró a los investigadores cómo el gen 15 estimulado por interferón (ISG15) está involucrado en la propagación del virus vaccinia (VACV).

Studie: ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Virionen des Vaccinia-Virus erforderlich. Bildnachweis: Kateryna Kon/Shutterstock

Este artículo de noticias fue una revisión de un informe científico preliminar que no había sido revisado por pares en el momento de su publicación. Desde su publicación inicial, el informe científico ha sido revisado por pares y aceptado para su publicación en una revista académica. Los enlaces a los informes preliminares y revisados ​​por pares se pueden encontrar en la sección Fuentes al final de este artículo. Ver fuentes

fondo

ISG15 modula un proteoma viral codificando un pequeño modificador postraduccional similar a la ubiquitina que regula múltiples vías celulares dentro del huésped. Por tanto, ejerce actividades antivirales contra varios virus que causan enfermedades mortales en humanos [por ejemplo, el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH)].

Los poxvirus, incluido el VACV, son virus de ácido desoxirribonucleico (ADN) bicatenarios lineales y envueltos que se replican completamente en el citoplasma de las células infectadas. Han desarrollado dos fuerzas únicas y especializadas (viriones maduros intracelulares (MV) y viriones extracelulares (EV)) para expandirse y conquistar nuevos territorios a expensas de los recursos del huésped. Los vehículos eléctricos derivados de MV se transmiten dentro del huésped y causan infecciones sistémicas. Por otro lado, las MV envueltas en la red trans-Golgi (TGN) o membranas endosómicas del huésped apoyan la transmisión de VACV entre dos huéspedes.

El primero se propaga después de la lisis celular, mientras que el segundo se propaga desde las células vivas a través de colas de actina. Además, las dos formas de virus tienen diferentes composiciones proteicas y difieren entre las diferentes cepas de VACV. Aún no se comprende completamente qué papel desempeña la eliminación viral en la transmisión de los virus de la viruela. Debido a que los humanos se han enfrentado a múltiples ataques de virus durante el último millón de años, una mejor comprensión de los mecanismos que utilizan los virus para infectar es fundamental para ganar la próxima gran batalla contra ellos. El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus-2 (SARS-CoV-2) es un buen ejemplo de cómo algunos virus pueden provocar pandemias con altas tasas de mortalidad.

Sobre el estudio

En el presente estudio, los investigadores utilizaron fibroblastos embrionarios de ratón (MEF) para demostrar cómo el sistema ISG15/ISGylation modula la infección por VACV. Infectaron MEF ISG15+/+ o ISG15-/- inmortalizados con la cepa VACV International Health Department-J (IHD-J). Purificaron viriones intracelulares mediante ultracentrifugación a través de un cojín de sacarosa al 20 %, que prepararon para cromatografía líquida con análisis de espectrometría de masas en tándem (LC-MS/MS).

En los momentos indicados después de la infección, el equipo separó las proteínas mediante electroforesis en gel de poliacrilamida y dodecilsulfato de sodio (SDS-PAGE). Finalmente, analizaron la expresión de proteínas virales tempranas (E3) y tardías (A27, A4) mediante Western blot y utilizaron anticuerpos específicos para identificar proteínas VACV que interactúan con ISG15.

Resultados del estudio

La ausencia de ISG15 en MEF (ISG15-/-MEF) infectado con VACV IHD-J mostró una producción reducida de EV. Además, estas células mostraron acumulación de IHD-J en el citoplasma y eliminación de placas en forma de cometa en comparación con Isg15+/+ MEF.

El análisis proteómico cuantitativo de viriones purificados de Isg15-/- MEF mostró que estas células estaban enriquecidas en proteínas tanto de MV como de viriones envueltos, lo que confirma aún más la acumulación de diferentes formas de virus en estas células. Además, los autores encontraron que la proteína 213 del dedo anular (RNF213), un sensor de proteínas ISGiladas, se encontraba entre las proteínas celulares menos abundantes en las muestras de Isg15 -/-. Por tanto, la interacción de RNF213 con ISG15 también podría ser relevante para la respuesta antiviral contra VACV.

Los experimentos con un virus recombinante que expresa ISG15 etiquetado con V5 mostraron que una proteína A36 es esencial para la formación de la cola de actina y puede interactuar con ISG15. Los investigadores también observaron una regulación positiva de una proteína B5 en viriones purificados de células Isg15-/-. Participa en la formación de IEV y en la polimerización de colas de actina. En general, los resultados del estudio sugirieron que, en ausencia de ISG15, la liberación de EV y la formación de cola de actina se vieron afectadas.

El análisis de microscopía electrónica de transmisión (TEM) reveló que las partículas de virus intracelulares aumentaron en las células Isg15 -/- infectadas con IHD-J. Sorprendentemente, la cuantificación de viriones infecciosos intracelulares mediante ensayo de placa no mostró diferencias entre genotipos, lo que sugiere que muchas de las partículas acumuladas en las células Isg15 -/- pueden ser defectuosas y no infecciosas.

Conclusiones

Los poxvirus han recibido una atención renovada debido a la reciente aparición del virus de la viruela del simio (MPXV), un ortopoxvirus zoonótico que infecta a los humanos. Afortunadamente, el MPXV ha dado lugar a una mortalidad significativamente menor en comparación con el VARV, el agente etiológico de la viruela. Sin embargo, existe una creciente preocupación de que en el futuro pueda conquistar el nicho ecológico que alguna vez ocupó el VARV. Por lo tanto, el estudio actual examinó la evidencia sobre cómo los factores de restricción del huésped controlan los mecanismos de propagación del poxvirus.

En uno de sus artículos anteriores, los autores descubrieron que la ISGilación inhibe la producción de exosomas, que son vesículas secretadas en el entorno extracelular, muy parecidas a los vehículos eléctricos. Por lo tanto, plantearon la hipótesis de que los vehículos eléctricos utilizan un mecanismo similar a los exosomas y que ISG15 podría detectar cuáles de las formas infecciosas de VACV se están produciendo para la propagación del virus.

Aunque los resultados del estudio indicaron interacciones ISG15 con varias proteínas VACV, el resultado de estas interacciones aún no se ha dilucidado. Una comprensión más profunda de las respuestas antivirales mediadas por ISG15 podría allanar el camino para el desarrollo de fármacos eficaces contra múltiples virus que infectan a los humanos.

Este artículo de noticias fue una revisión de un informe científico preliminar que no había sido revisado por pares en el momento de su publicación. Desde su publicación inicial, el informe científico ha sido revisado por pares y aceptado para su publicación en una revista académica. Los enlaces a los informes preliminares y revisados ​​por pares se pueden encontrar en la sección Fuentes al final de este artículo. Ver fuentes

Referencias:

• Vorläufiger wissenschaftlicher Bericht.
  Bécares, M. et al. (2022) „ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Virionen des Vaccinia-Virus erforderlich.“ bioRxiv. doi: 10.1101/2022.10.27.514002. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.10.27.514002v1
• Von Experten begutachteter und veröffentlichter wissenschaftlicher Bericht.
  Bécares, Martina, Manuel Albert, Céline Tárrega, Rocío Coloma, Michela Falqui, Emma K. Luhmann, Lilliana Radoshevich und Susana Guerra. 2023. „ISG15 ist für die Verbreitung extrazellulärer Vaccinia-Virus-Virionen erforderlich.“ Virologie, April. https://doi.org/10.1128/spectrum.04508-22. https://journals.asm.org/doi/10.1128/spectrum.04508-22.

Revisiones de artículos

• 17. Mai 2023 – Das vorab gedruckte vorläufige Forschungspapier, auf dem dieser Artikel basiert, wurde zur Veröffentlichung in einer von Experten begutachteten wissenschaftlichen Zeitschrift angenommen. Dieser Artikel wurde entsprechend bearbeitet und enthält nun einen Link zum endgültigen, von Experten begutachteten Artikel, der jetzt im Abschnitt „Quellen“ angezeigt wird.