Los investigadores identifican un gen clave necesario para que las células consuman y destruyan virus

Estudio: COVID-19

Un equipo dirigido por investigadores de UT Southwestern ha identificado un gen clave necesario para que las células consuman y destruyan virus. Los hallazgos, publicados hoy en línea en Nature, podrían conducir a formas de manipular este proceso para mejorar la capacidad del sistema inmunológico para combatir las infecciones virales, como las que alimentan la pandemia de COVID-19 en curso.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que las células utilizan un proceso llamado autofagia para deshacerse del material no deseado. La autofagia, que se traduce como «auto-comer», implica aislar la basura celular en vesículas de doble capa llamadas autofagosomas, que luego se fusionan con vesículas de una sola capa conocidas como lisosomas para degradar los materiales en el interior y reciclarlos en bloques de construcción para otros usos.

Este proceso ayuda a las células a descartar orgánulos viejos o defectuosos y complejos de proteínas, bacterias e invasores virales. Para una variedad de tareas de desechos celulares, los investigadores han identificado vías claras por las cuales las células inician y regulan la autofagia.

Pero hasta la fecha no ha sido claro, señala el líder del estudio Xiaonan Dong, Ph.D., autor principal del estudio y profesor asistente de medicina interna en UTSW, si una vía única se dirigió específicamente a los virus para la autofagia.

En esta última investigación, Dong y sus colegas manipularon células humanas infectadas por diferentes virus para agotar individualmente más de 18.000 genes diferentes, examinando sus efectos sobre la autofagia.

Como modelos iniciales, los investigadores infectaron células con el virus del herpes simple tipo 1 (HSV-1), que causa herpes labial e infecciones de transmisión sexual, y el virus Sindbis, que causa una enfermedad transmitida por mosquitos más común en partes de África, Egipto. Oriente Medio, Filipinas y Australia.

La investigación del equipo identificó 216 genes que parecen desempeñar un papel en la autofagia viral. Para limitar su búsqueda a los actores clave, los investigadores utilizaron la bioinformática para analizar los procesos biológicos que estos genes regulan.

Rápidamente se centraron en un gen llamado sorting nexin 5 (SNX5) , que produce una proteína que ayuda a reciclar las proteínas ancladas en la membrana plasmática de los endosomas, clasificando orgánulos en las células que a menudo transportan materiales aislados fuera de las células a su interior.

Debido a que los virus a menudo ingresan a las células a través de esta vía, razonó el equipo, SNX5 podría ser importante para su autofagia.

Cuando los científicos desactivaron SNX5 en células humanas, la capacidad de las células para realizar autofagia en los virus HSV-1 y Sindbis disminuyó significativamente; sin embargo, su capacidad para activar la autofagia como parte de la limpieza celular normal o para la eliminación de bacterias permaneció intacta, lo que sugiere que esto El gen se usa específicamente para la autofagia viral.

Este efecto persistió para varios otros virus, incluidos Zika, West Nile, chikungunya, poliovirus, Coxsackievirus B3 e influenza A, lo que sugiere que SNX5 es parte de un mecanismo general de autofagia en una amplia gama de virus.

Otros experimentos demostraron que la supresión de SNX5 aumentaba enormemente la susceptibilidad a la infección tanto en células cultivadas en laboratorio como en animales adultos y jóvenes. Sin embargo, cuando estas células fueron infectadas por virus manipulados para suprimir su capacidad de inducir autofagia, se salvaron en gran medida.

Juntos, explica Dong, estos resultados sugieren que las células tienen una vía única para la autofagia viral que probablemente tiene al SNX5 a la cabeza. Este hallazgo no solo resuelve un antiguo misterio en biología básica, agrega, sino que eventualmente podría conducir a nuevas formas de combatir las infecciones virales.

La mayoría de los métodos actuales se dirigen a los virus a través de sus debilidades individuales, un enfoque que requiere el desarrollo de una estrategia única para cada tipo de virus.

Los colíderes de este esfuerzo de investigación fueron la fallecida Beth Levine, MD, ex directora del Centro de Investigación de Autofagia y profesora de medicina interna y microbiología en UT Southwestern, y Ramnik J. Xavier, MD, profesor de Medicina Kurt Isselbacher en Harvard. Medical School y miembro principal del Broad Institute of MIT y Harvard.

Levine, un líder de renombre mundial en el estudio de la autofagia, murió en junio. También fue investigadora del Instituto Médico Howard Hughes y miembro de la Academia Nacional de Ciencias. En UT Southwestern, ocupó la Cátedra Distinguida Charles Sprague en Ciencias Biomédicas.

«Este es un hermoso estudio que consolida aún más el legado de la Dra. Levine y trabaja con los miembros de su laboratorio», dice Julie Pfeiffer, Ph.D., profesora de microbiología en UTSW y colaboradora del estudio que posee el Kern y Marnie Wildenthal Cátedra del Consejo de Investigación del Presidente en Ciencias Médicas.


Compartir