La mayoría de las personas infectadas con Zika nunca muestran síntomas. Pero el virus a veces causa una discapacidad grave, desde microcefalia en los bebés hasta debilidad o parálisis parcial en adultos, y no hay tratamiento. En un estudio reciente en la revista Proteómica molecular y celular , los investigadores informan un estudio exhaustivo de cómo el virus interactúa con las células huésped. Uno de sus hallazgos ofrece información sobre cómo el Zika escapa a las señales inmunitarias y prolifera dentro del cuerpo.
Como la mayoría de los virus, el Zika logra mucho con solo unas pocas herramientas. Tiene solo un gen codificador de proteínas, que produce un solo polipéptido que se divide en 10 proteínas más pequeñas, una cantidad eclipsada por los aproximadamente 20,000 genes codificadores de proteínas en unSin embargo, el Zika puede apoderarse de la célula humana mucho más compleja y convertirla en una fábrica de virus. Brian Raught, investigador de la Universidad de Toronto, dijo que encontró ese proceso fascinante.
"Con solo estas 10 proteínas, este virus loco convierte tus células en zombis que cumplen sus órdenes", dijo Raught. "Siempre encontré eso alucinante".
Los investigadores del laboratorio de Raught, dirigidos por el becario postdoctoral Etienne Coyaud, querían averiguar cómo un puñado de proteínas del Zika podían secuestrar la célula huésped. Sabían que la hazaña debe depender de las interacciones físicas entre las proteínas virales y las proteínas nativas delcelda, pero ¿cuáles?
Debido a la creciente evidencia que vincula las infecciones por Zika en las mujeres embarazadas con la microcefalia en sus hijos, Raught dijo: "Pensamos que era mejor dejar el trabajo real del virus a los expertos". En lugar de utilizar material infeccioso, el equipo fabricó 10 cepas decélulas humanas, cada una de las cuales expresa una de las 10 proteínas del Zika. Al agregar una pequeña etiqueta de "epítopo" a cada proteína viral llamada etiqueta "Bandera", pudieron recuperar las proteínas virales utilizando un anticuerpo que se une a esta etiqueta.Las proteínas del huésped que se adhirieron firmemente a cada proteína viral aparecieron en el viaje; los investigadores utilizaron una técnica llamada espectrometría de masas para identificar esas proteínas humanas.
Pero había un inconveniente con este enfoque. ¿Qué pasaría si las proteínas de la célula humana interactuaran con las proteínas del Zika, pero se separaran de ellas antes de ser extraídas? Para identificar proteínas que están cerca, pero no inseparablemente entrelazadas con, cada proteína viral,el equipo utilizó una segunda técnica llamada etiquetado de proximidad. En esencia, manipularon cada proteína viral con una enzima que uniría la etiqueta adhesiva de biotina a cualquier cosa que se acercara lo suficiente.
El etiquetado de proximidad es especialmente útil para detectar interacciones con proteínas incrustadas en las membranas celulares; esas moléculas son notoriamente difíciles de aislar. "Esta es una gran ventaja de un enfoque de etiquetado de proximidad en comparación con los enfoques tradicionales", dijo Coyaud. Debido a que el Zika,como muchos virus, ingresa a la célula en una envoltura unida a la membrana y reorganiza muchos de los orgánulos unidos a la membrana de su huésped durante el curso de la infección, sus interacciones con las proteínas de la membrana podrían ser clave para comprender el ciclo de vida viral.
Cuando los investigadores combinaron los resultados de los dos enfoques, pudieron armar una imagen detallada de lo que Raught llama el "vecindario" dentro de la célula donde cada proteína del Zika se instala.
Por ejemplo, los investigadores encontraron que una proteína del Zika, llamada NS2A, interactuaba con muchos vecinos humanos en un orgánulo huésped llamado peroxisoma. Los peroxisomas están involucrados en la señalización inmune innata, un tipo de alarma de alerta temprana que se activa cuando los virus sonSe ha demostrado que las proteínas de los virus del dengue y del Nilo occidental, que pertenecen a la misma familia que el Zika, se asocian con peroxisomas y alteran la señalización antiviral.
Usando microscopía de fluorescencia, dijo Raught, "pudimos ver que esta proteína NS2A solo se localiza en peroxisomas". Debido a que se cree que la NS2A está involucrada en la replicación del genoma del virus y la construcción de su capa proteica, su preferencia por laPeroxisoma llevó al equipo a investigar si el peroxisoma podría estar involucrado en la replicación. El equipo reclutó a algunos virólogos con acceso a una instalación de biocontención, quienes podrían probar si el virus Zika infeccioso puede proliferar en células sin peroxisomas. Resulta que, en esas células, el virusprolifera más lentamente.
"Realmente parece haber un vínculo importante entre tener un peroxisoma y ser capaz de producir eficazmente el virus del Zika", dijo Raught. "No sabemos exactamente por qué es eso". Pero los datos de interacción proteína-huésped-virus mostraronellos dónde mirar.
El conjunto de datos que recopiló el laboratorio de Raught está lleno de tales pistas. Se sabe que un poco más de la mitad de las proteínas humanas que los investigadores encontraron interactuando con proteínas virales están involucradas en otras infecciones virales, mientras que el resto aún no se ha descrito.Raught, "una mejor comprensión de estos procesos nos permitirá identificar vulnerabilidades específicas en el ciclo de vida del virus, donde se pueden atacar los medicamentos antivirales".
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Materiales proporcionados por Sociedad Americana de Bioquímica y Biología Molecular . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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