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El SARS-CoV-2 y el coronavirus del resfriado humano OC43 inhiben la formación de gránulos de estrés a través de la proteína Nsp15.

En un estudio reciente publicado en la revista patógenos PLOSLos investigadores investigaron los mecanismos por los cuales el resfriado humano evita que el betacoronavirus humano OC43 (HCoV-OC43) y el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) formen gránulos de estrés.

estancia: Las proteínas Nsp1 de los coronavirus humanos HCoV-OC43 y SARS-CoV2 inhiben la formación de gránulos de estrés.. Crédito de la imagen: Estudio MIA/Shutterstock

antecedentes

Los gránulos de estrés son agregados citoplasmáticos que contienen ácido ribonucleico (ARN) viral y proteínas que participan en la estimulación del sistema inmunitario para detectar y suprimir la infección viral. Algunos virus han desarrollado mecanismos para prevenir la formación de gránulos de estrés.

En la última década, los betacoronavirus como el coronavirus del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV), el coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV) y el SARS-CoV-2 han sido responsables de una cantidad asombrosa de infecciones y muertes. Algunas proteínas de coronavirus, como la proteína SARS-CoV-2, han demostrado la capacidad de inhibir la formación de gránulos de estrés durante la sobreexpresión ectópica.

Comprender cómo los virus como el SARS-CoV-2 evitan la formación de gránulos de estrés podría proporcionar objetivos terapéuticos para mejorar la resistencia celular a la infección.

sobre estudiar

En este estudio, los investigadores infectaron células 293A de riñón embrionario humano (HEK) con HCoV-OC43. Utilizaron la tinción de inmunofluorescencia para la proteína relacionada con el antígeno endógeno de células T (TIAR) para detectar la presencia de gránulos de estrés en las células infectadas en múltiples puntos de tiempo después de la infección.

Para analizar la inhibición activa de la formación de gránulos de estrés por HCoV-OC43, también utilizaron arseniato de sodio para inducir la formación de gránulos de estrés y el factor de iniciación de la traducción eucariota 2α (eIF2α) en células HEK 293A simuladas e infectadas con virus. La serie de análisis se repitió en células de cáncer de colon humano (HCT-8) para determinar si la inhibición de la formación de gránulos de estrés por HCoV-OC43 era específica de las células HEK 293A. La capacidad de HCoV-OC43 para inhibir la formación de gránulos de estrés independientes de la fosforilación de eIF2α también se investigó utilizando Silvesterol, que inicia la formación de gránulos de estrés sin inducir la fosforilación de eIF2α.

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Además, los análisis se repitieron usando tinción de inmunofluorescencia con otros marcadores de gránulos de estrés como Ras-guanosina trifosfato (GTP) como proteínas de unión al dominio SH3 1 y 2 (G3BP1 y G3BP2), y antígeno endógeno de células T 1 (TIA-1 ), así como otros factores El inicio de la traducción eucariótica de 4 subunidades G y 3 subunidades B (eIF4G y eIF3B), para determinar si la inhibición de la formación de gránulos de estrés por HCoV-OC43 está restringida a los gránulos de estrés que contienen TIAR.

Para determinar la inhibición de la formación de gránulos de estrés por el SARS-CoV-2, las células HEK 293A que expresan la enzima convertidora de angiotensina-2 (ACE-2) se infectaron con el SARS-CoV-2. Se compararon los niveles de TIAR en células infectadas con SARS-CoV-2 y simuladas, y se utilizó la reacción en cadena de la polimerasa con transcripción inversa (RT-PCR) para determinar los niveles de G3BP1 y ARN mensajero de TIAR en células infectadas.

Además, la proteína verde marcada con nucleocápside (EGFP) y la proteína no estructural 15 (Nsp15) de HCoV-OC43 y SARS-CoV-2 se sobreexpresaron en células HEK 293A para determinar su papel en la inhibición de la formación de gránulos de estrés. También se examinó el papel de Nsp15 en el ARNm de G3BP1 y el agotamiento de proteínas.

Consecuencias

Los resultados informaron que no se formaron gránulos de estrés en las células infectadas con HCoV-OC43 y SARS-CoV-2. Ambos coronavirus también inhibieron la fosforilación de eIF2α y la formación de gránulos de estrés a partir del estrés exógeno. La proteína de nucleocápside y Nsp15 de HCoV-OC43 y SARS-CoV-2 inhiben la formación de gránulos de estrés tras la sobreexpresión ectópica. Además, la proteína Nsp15 de HCoV-OC43 y SARS-CoV-2 también inhibió la fosforilación de eIF2α inducida por arseniato de sodio.

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Además, en las células infectadas con SARS-CoV-2, los niveles de proteína G3BP1 se redujeron drásticamente y se observó una acumulación nuclear de TIAR. Cuando las células que sobreexpresaban G3BP1 se infectaron con HCoV-OC43 y se compararon con células infectadas con HCoV-OC43 sin sobreexpresión de G3BP1, se observaron niveles significativamente más bajos de replicación viral en células con sobreexpresión de G3BP1, lo que indica que G3BP1 desempeñó un papel antiviral importante.

Sin embargo, aunque las células que sobreexpresan G3BP1 mostraron niveles significativamente altos de formación de gránulos de estrés, un gran número de células infectadas con HCoV-OC43 también mostraron inhibición de la formación de gránulos de estrés, lo que sugiere la existencia de mecanismos de interferencia traduccional para la detención mediada por HCoV-OC43 y SARS. -CoV-2 que previenen la formación de gránulos de estrés.

conclusiones

En resumen, el estudio investigó la inhibición de la formación de gránulos de estrés por parte de dos coronavirus: el SARS-CoV-2 y el virus del resfriado humano OC43. Los investigadores también examinaron el papel de las proteínas de la nucleocápside y Nsp15 en la inhibición de la formación de gránulos de estrés. Además, también se examinó el papel antiviral de la proteína G3BP1.

En general, los resultados indicaron que la proteína de la nucleocápside y la Nsp15 de los dos virus inhiben la formación de gránulos de estrés y permiten la replicación viral a través de procesos separados pero complementarios. Con base en los resultados, los autores creen que la interrupción de la formación de gránulos de estrés es esencial para la replicación e infección del virus, y los mecanismos por los cuales estos virus inhiben la formación de gránulos de estrés podrían ser objetivos terapéuticos potenciales.