Los investigadores han revelado el mecanismo regulador de una proteína específica que desempeña un papel clave en el equilibrio de la respuesta inmune desencadenada por infecciones virales en células de mamíferos. Estos hallazgos podrían ayudar a impulsar el desarrollo de terapias antivirales y medicamentos con ácido nucleico para tratar trastornos genéticos. La investigación se publica en la revista Nucleic Acids Research. .
Para que las células se protejan de las infecciones virales, normalmente se producen una serie de respuestas inmunitarias, incluida la muerte celular programada llamada apoptosis y la señalización del interferón. Si bien la apoptosis es un proceso normal, que ocurre con o sin la presencia de moléculas virales, después de una cascada de pasos para terminar con la muerte de una célula, lo que puede no parecer ventajoso para el huésped, puede ayudar a prevenir la reproducción de células anormales. , incluidos los infectados por virus, y eliminarlos del organismo.
Los interferones, por otro lado, son proteínas producidas por células animales en respuesta a una infección viral para proteger a la célula contra ataques virales y evitar que el virus se replique. Sin embargo, el mecanismo regulador de cómo las células mantienen un equilibrio entre la apoptosis y la respuesta al interferón para suprimir eficazmente la replicación viral durante la infección sigue sin estar claro.
En el estudio actual, un equipo que incluye investigadores de la Universidad de Tokio se centró en una proteína específica, TRBP, que también está clasificada como un tipo de proteína llamada factor de silenciamiento de ARN.
El ARN es un ácido nucleico, un compuesto orgánico que se encuentra en células vivas y virus, que controla la síntesis de proteínas y la composición genética de muchos virus. El ARN sintetiza proteínas a través de un proceso conocido como traducción, leyendo secuencias genéticas y traduciéndolas en instrucciones para que las células creen proteínas, que son las principales responsables de la estructura y función general del organismo, ya sea planta o animal.
El silenciamiento de ARN, también conocido como ARN de interferencia, es una forma en que las plantas y los animales invertebrados pueden protegerse de los virus escindiendo el ARN viral para reprimir la replicación viral.
"Este estudio proporciona una idea importante que revela claramente que la proteína relacionada con el mecanismo de silenciamiento del ARN, que se sabe que es un mecanismo antiviral en una planta o invertebrado, está fuertemente relacionada con la respuesta antiviral también en mamíferos mediante otro mecanismo", dijo el coautor. autor Tomoko Takahashi, investigador visitante en la Universidad de Tokio y profesor asistente en la Universidad de Saitama en Japón.
Aunque se entiende ampliamente que el silenciamiento del ARN es un mecanismo que opera en condiciones normales para controlar la expresión genética (si el gen se "activa" para proporcionar instrucciones a la célula para ensamblar la proteína específica que codifica), aún no está claro cómo funciona este proceso. ocurre bajo el estrés de una infección viral.
Entonces, los investigadores observaron la TRBP (una abreviatura de proteína de unión a ARN TAR), que ha demostrado un papel importante en el silenciamiento del ARN durante una infección viral.
Esta proteína interactúa con una proteína sensora de virus en las primeras fases de la infección en las células humanas. En las últimas etapas de la infección viral, se activan proteínas llamadas caspasas, y este tipo de proteína es el principal responsable de desencadenar la muerte celular.
"El silenciamiento del ARN y la señalización del interferón se consideraban anteriormente vías independientes, pero múltiples informes, incluido el nuestro, han demostrado una interferencia entre ellas", dijo Kumiko Ui-Tei, otra coautora y profesora asociada de la Universidad de Tokio (en el momento de el estudio).
Esta conversión funcional de TRBP desencadenada por una infección viral es la base para regular la respuesta y la apoptosis del interferón, y la TRBP aumenta irreversiblemente la muerte celular programada de las células infectadas, al tiempo que reduce la señalización del interferón. TRBP actúa en la célula induciendo la muerte celular, deteniendo por completo la replicación viral, a diferencia de la vía de respuesta del interferón, que simplemente suprime la replicación viral en lugar de eliminar las células infectadas.
"El objetivo final es comprender el mecanismo molecular subyacente al sistema de defensa antiviral, orquestado a través de la interacción entre las vías de ARN internas y externas en las células humanas", afirmó Takahashi.
Al obtener una comprensión más profunda de cómo funcionan las defensas contra los virus a nivel molecular, los investigadores pretenden impulsar el desarrollo de medicamentos con ácidos nucleicos. Estos medicamentos utilizan enfoques de inhibición y focalización similares a la respuesta antiviral del silenciamiento de ARN, y prometen ser cada vez más útiles en el tratamiento de una gama más amplia de pacientes afectados por infecciones virales, mutaciones genéticas y defectos genéticos.
Este estudio se realizó en colaboración con la Universidad de Saitama, la Universidad de Chiba, la Universidad de Kyoto y el Instituto de Tecnología Maebashi en Japón.
Más información: El procesamiento de TRBP mediado por caspasa regula la apoptosis durante la infección viral, Nucleic Acids Research (2024). DOI:10.1093/nar/gkae246
Información de la revista: Investigación sobre ácidos nucleicos
Proporcionado por la Universidad de Tokio
