La forma en que el virus de la hepatitis A VHA logra ingresar a las células hepáticas llamadas hepatocitos e iniciar la infección había sido un misterio durante cincuenta años hasta ahora. Los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte diseñaron experimentos utilizando herramientas de edición de genes para descubrir cómo las moléculas llamadas gangliósidosservir como guardianes de facto para permitir la entrada del virus en las células del hígado.
La investigación, publicada en Microbiología de la naturaleza , ha revelado que los gangliósidos son un jugador clave en el VHA y ha llevado a varias otras preguntas, como cómo exactamente las transiciones de ARN virales entre diferentes compartimentos en las células hepáticas humanas se replican y causan enfermedades.
"Descubrir que los gangliósidos son receptores esenciales para la infección por el VHA agrega un giro interesante a la historia de la hepatitis A", dijo el autor principal Stanley Lemon, MD, profesor de medicina y microbiología en la Facultad de Medicina de la UNC y miembro del Instituto de la UNC paraSalud global y enfermedades infecciosas ". Los gangliósidos son estructuralmente similares en todas las especies de mamíferos, a diferencia de las proteínas, lo que ayuda a explicar la transmisión entre especies de hepatovirus antiguos. Comprender qué ayuda a un virus a saltar de una especie animal a otra es increíblemente importante, como lo demuestra claramentela actual pandemia de Covid-19 "
El VHA fue descubierto hace casi 50 años, y aunque existe una vacuna, no hay tratamiento. El virus todavía infecta a más de 1,4 millones de personas en todo el mundo cada año, y en los últimos años ha causado un número creciente de casos de hepatitis en los Estados UnidosEstados, algunos mortales. Muchas personas experimentan síntomas muy leves o nulos, especialmente niños. Los pacientes con síntomas, que pueden durar ocho semanas y a veces más, a menudo experimentan náuseas, vómitos, diarrea, ictericia, fiebre y dolor abdominal. Después de la infección inicial,Del 10 al 15 por ciento de las personas infectadas experimentan una recurrencia de los síntomas durante los primeros seis meses. La insuficiencia hepática aguda es rara, pero más común en las personas de edad avanzada
El VHA infecta a las personas a través de mecanismos similares a otros virus; interactúa con las moléculas receptoras en la superficie de las células humanas para obtener la entrada. Conocer el receptor de un virus no solo ayuda a los investigadores a comprender cómo el virus ingresa a las células, sino que también crea oportunidades para diseñarantivirales para bloquear la interacción para prevenir o tratar enfermedades.
Entre los cinco virus de hepatitis conocidos que causan enfermedad hepática aguda o crónica en humanos, se han identificado receptores para el virus de la hepatitis C y el virus de la hepatitis B. Para la hepatitis A, la identidad del receptor permaneció esquiva. La oveja negra de la familia del picornavirus, existe únicamente en dos modos: como virus no envueltos desnudos nHAV, compuesto por una cubierta de proteína llamada cápside que rodea un genoma de ARN; o como virus 'cuasi-envueltos' eHAV, en el que las cápsidas que contienen el genoma viralestán envueltos dentro de las membranas de la célula huésped.
Una vez dentro del hígado, el eHAV se libera de los hepatocitos infectados para que circule en la sangre, mientras que las partículas de nHAV desnudas se vierten en las heces. Ambos tipos de virus son infecciosos. Estar envuelto con membranas derivadas del huésped le da al eHAV una ventaja para evadir las respuestas de anticuerpos,mientras que el virión desnudo es extraordinariamente estable y se propaga fácilmente en el medio ambiente. Pero, ¿cómo llegó cada virus a las células hepáticas y a la sangre en primer lugar?
Hace años, se informó que la proteína humana TIM1 era un receptor para HAV. El gen que codifica esta proteína incluso lleva el nombre oficial de receptor celular HAV 1 HAVCR1. Pero estudios recientes en el laboratorio de Lemon mostraron que las células que carecen de TIM1 aún permitenInfección por VHA.
Para encontrar un culpable más probable para el receptor, Anshuman Das, PhD, un postdoc en el laboratorio de Lemon en el momento de esta investigación y ahora en la Universidad de Duke., Usó la edición del gen CRISPR-Cas9 para eliminar aproximadamente 20,000 genes en cultivolas células para encontrar qué genes humanos son esenciales para que el virus invada. Identificaron cinco genes particulares, todos los cuales fueron requeridos por el virus. Resulta que estos genes codifican enzimas o transportadores que hacen posible la síntesis de gangliósidos. Los transportadores son moléculasque trafican productos químicos a través de canales dentro de las células.
Los gangliósidos son moléculas de ácidos grasos azucarados. La enzima ceramida glucosiltransferasa crea gangliósidos. Y el gen UGCG codifica esa enzima.
"UGCG fue el principal culpable de los cinco genes que iluminaron nuestra pantalla usando CRISPR-Cas9", dijo Lemon.
Luego, los investigadores eliminaron UGCG, que previno la infección por HAV. También trataron las células derivadas del hígado con un inhibidor químico de la ceramida glucosiltransferasa para prevenir la infección por eHAV y nHAV.
Luego, los investigadores inyectaron ARN de HAV sintético directamente en las células para descubrir que el ARN viral se replicaba bien, lo que sugiere que los gangliósidos eran necesarios para la entrada del virus en las células, pero no eran necesarios para que hiciera copias de su genoma o nuevas partículas de virus, una vez que se mete en las células.
Los experimentos posteriores revelaron que, en ausencia de gangliósidos, las partículas de HAV desnudas y cuasi envueltas se introducen en la célula, pero terminan atascadas en un compartimento llamado lisosoma. La replicación viral noCuando los investigadores agregaron gangliósidos, los virus acumulados utilizaron los gangliósidos para salir del lisosoma y continuar su invasión de la célula, terminando liberando sus genomas en el citoplasma celular donde el virus comenzó a replicarse.
"Esto significa que los gangliósidos son esenciales para una entrada tardía de HAV en las células", dijo Anshuman Das, PhD, un postdoc en el laboratorio de Lemon en el momento de esta investigación y ahora en la Universidad de Duke. "Funcionan como verdaderos receptores"
Aunque quedan preguntas, los investigadores dicen que comprender el papel de los gangliósidos puede abrir nuevas vías para la prevención y posiblemente incluso el tratamiento de la hepatitis A.
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Materiales proporcionado por Cuidado de la salud de la Universidad de Carolina del Norte . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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