"Al estudiar cómo las proteínas bacterianas pueden promover la replicación viral, descubrimos nuevos factores que bloquean la replicación del virus en organismos que van desde polillas hasta humanos", dijo Don Gammon, Ph.D., profesor asistente de microbiología en UT Southwestern.

El Dr. Gammon codirigió el estudio con Neal Alto, Ph.D., profesor de Microbiología y miembro del Centro Oncológico Integral Harold C. Simmons de la UTSW, y el primer autor Aaron Embry, B.A.Sc., un estudiante de posgrado investigador asesorado. en el Laboratorio Gammon y el Laboratorio Alto.

El laboratorio del Dr. Gammon utiliza moléculas conocidas como proteínas de evasión inmune producidas por virus. El estudio de estas proteínas, que desactivan partes del sistema inmunológico para permitir que los virus se repliquen en las células, puede arrojar luz sobre cómo el sistema inmunológico ataca las infecciones virales.

Al igual que los virus, algunas bacterias también se replican dentro de las células de otros organismos con la ayuda de proteínas conocidas como efectoras, muchas de las cuales frustran las respuestas inmunes, explicó el Dr. Alto. La identificación de proteínas efectoras bacterianas es uno de los objetivos de su laboratorio.

Dres. Gammon y Alto razonaron que al combinar su experiencia, podrían identificar los mecanismos inmunológicos que utilizan los organismos para combatir infecciones bacterianas y virales.

Utilizaron una técnica genética para incitar a las células de la polilla a producir individualmente 210 efectores bacterianos que son producidos colectivamente por siete patógenos bacterianos diferentes. Luego probaron la capacidad de estas células alteradas para permitir la replicación de cuatro tipos de arbovirus, que son responsables de millones de infecciones humanas cada año.

Aunque los arbovirus suelen transmitirse mediante insectos chupadores de sangre, como los mosquitos, normalmente no pueden replicarse en las células de las polillas.

Utilizando este método, los investigadores identificaron seis efectores que permitieron que los cuatro arbovirus se multiplicaran dentro de las células de la polilla. Si bien cada uno de los cuatro arbovirus podría replicarse de alguna manera en células humanas, la alteración genética de células humanas para producir estos efectores impulsó significativamente la reproducción viral.

Al seleccionar solo uno de estos efectores, una proteína llamada IpaH4 aislada de una bacteria que infecta a humanos llamada Shigella flexneri, en experimentos posteriores se demostró que esta proteína impedía que los mecanismos inmunitarios celulares frustraran la replicación viral al degradar dos proteínas llamadas SHOC2 y PSMC1, que no habían anteriormente se había relacionado con la inmunidad antimicrobiana.

Debido a que tanto las células de polilla como las humanas producen estas proteínas, dijo el Dr. Alto, parecen haber surgido temprano en la evolución en un ancestro común a ambos organismos. Por lo tanto, estas proteínas probablemente desempeñan un papel amplio en la inmunidad innata en muchos organismos del reino animal.

La investigación futura sobre cómo funcionan SHOC2 y PSMC1 dentro del sistema inmunológico podría conducir a nuevos diseños de medicamentos antibacterianos y antivirales, dijo el Dr. Gammon. También podría allanar el camino para nuevas terapias para tratar otras enfermedades, incluido el cáncer, añadió.

Al igual que las células de la polilla, que son naturalmente resistentes a la replicación de algunos virus, ciertos tipos de células cancerosas también frustran la reproducción viral, impidiendo el uso eficaz de un tratamiento contra el cáncer conocido como terapia oncolítica, en el que se utilizan infecciones virales para matar las células cancerosas.

Los investigadores planean continuar estudiando cómo la proteína IpaH4 y algunos otros efectores bacterianos afectan la inmunidad antimicrobiana.

Más información: Aaron Embry et al, Explotación de proteínas efectoras bacterianas para descubrir maquinaria antiviral del huésped conservada evolutivamente, PLOS Pathogens (2024). DOI:10.1371/journal.ppat.1012010

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Proporcionado por UT Southwestern Medical Center