Identificación de receptores para alfavirus compartidos entre mosquitos, humanos y animales
Partículas similares al virus de la encefalitis equina del este (rosa) que se unen y entran en células (verde) que expresan un receptor celular identificado recientemente. Crédito: laboratorio de Abraham.
Un nuevo estudio dirigido por investigadores de la Escuela de Medicina de Harvard ha identificado un conjunto de receptores celulares para al menos tres alfavirus relacionados compartidos entre mosquitos, humanos y animales que albergan el virus.
Yendo un paso más allá, los investigadores probaron una molécula «señuelo» que previno con éxito la infección y ralentizó la progresión de la enfermedad en una serie de experimentos en células y modelos animales, un primer paso importante hacia el desarrollo de medicamentos preventivos y curativos contra estos virus altamente patógenos. con potencial pandémico.
Los resultados se publicaron el 20 de diciembre en Nature.
Comprender la biología básica del ciclo de vida de un virus es crucial para encontrar una manera de prevenir una enfermedad y construir tal El conocimiento fundamental antes de un brote es esencial para prepararse para brotes futuros, dijo el autor principal del estudio, Jonathan Abraham, profesor asistente de microbiología en el Instituto Blavatnik en el HMS y especialista en enfermedades infecciosas en el Brigham and Women’s Hospital.
«Comprender cómo un virus ingresa e infecta una célula es tan básico como parece», dijo. «La entrada viral en las células humanas o de otros mamíferos marca el comienzo de la infección y, finalmente, de la enfermedad, y es un excelente lugar para comenzar a buscar posibles estrategias preventivas y medicamentos curativos».
Los alfavirus que estudiaron los investigadores, incluidos EEEV, tiene un historial de causar brotes mortales, aunque de corta duración, pero se sabe poco sobre cómo el virus ataca a las células huésped. Solo se han identificado algunos otros receptores relacionados con la infección por alfavirus. Esta brecha en el conocimiento es una de las razones de la falta de tratamientos específicos para estos virus letales, dijo Abraham.
Mosquitos infectados
La encefalitis equina del este (triple E) generalmente se transmite a los humanos por la picadura de un mosquito infectado. El brote más reciente de triple E tuvo lugar en Nueva Inglaterra en 2019. El brote de triple E hospitalizó a los 32 casos conocidos y mató a 12 de los infectados, según un informe de los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades de EE. UU. sobre el brote de triple E de 2019.
El virus tiene una tasa de mortalidad del 30 por ciento, lo que significa que mata a casi un tercio de las personas diagnosticadas con la enfermedad, comparable a la enfermedad del virus del Ébola o la viruela.
Casi la mitad de los que sobreviven experimentan una larga complicaciones neurológicas a largo plazo de la enfermedad, según los CDC. Los brotes más grandes ocurrieron en las décadas de 1930 y 1950, pero la recopilación de datos y los diagnósticos han cambiado tanto desde entonces que es difícil comparar la magnitud de los brotes, señaló el informe de los CDC.
Hay grandes beneficios al hacer este trabajo antes del inicio de brotes importantes, dijo Abraham, quien ha trabajado en la identificación de receptores que los virus usan como vías para ingresar a las células y causar enfermedades y en el desarrollo de tratamientos de anticuerpos para prevenir la infección por SARS-CoV-2 y COVID-19.
Por ejemplo, el trabajo previo sobre el SARS-CoV durante el brote de SARS de principios de la década de 2000 fue crucial para aumentar la preparación contra el SARS-CoV-2. La disponibilidad de las secuencias del genoma del SARS-CoV-2 a los pocos días de la notificación inicial del nuevo virus fue crucial para el rápido desarrollo de vacunas y tratamientos con anticuerpos para el COVID-19, ya que los virus estrechamente relacionados que causan el COVID-19 y el SARS atacan anfitriones humanos mediante el uso del mismo receptor en las células humanas para ingresar y causar enfermedades.
Las nuevas herramientas y técnicas de detección en biología molecular, bioquímica de proteínas, biofísica y biología estructural brindan un poder sin precedentes para aprender más que nunca sobre la biología básica de los virus antes de que surjan como amenazas globales, dijo Abraham.
«El momento de prepararse para estos escenarios inciertos pero potencialmente catastróficos no es cuando ocurren, sino mucho antes de que sucedan», dijo Abraham.
Pantalla de edición de genes
Para el estudio actual, los investigadores primero usaron una pantalla de edición de genes CRISPR-Cas9 para identificar un receptor para el virus Semliki Forest (SFV) en células humanas. El SFV es un alfavirus que puede causar una enfermedad neurológica grave y la muerte en roedores y otros animales.
Los receptores que encontraron los investigadores para el SFV también eran compatibles con el EEEV y otro virus relacionado llamado Sindbis, que puede causar fiebre y dolor articular severo en humanos y causa enfermedad neurológica en animales y roedores
«Por eso es importante estudiar estos virus como familias», dijo Abraham. «Puedes terminar estudiando un virus como el SFV y descubrir algo realmente emocionante sobre la biología de los virus relacionados que tiene el potencial de desbloquear formas novedosas de tratar nuevas categorías de virus que son capaces de causar enfermedades graves y brotes en humanos».
La identificación de un receptor para múltiples virus les daría a los científicos y médicos un buen comienzo en el desarrollo de herramientas para prevenir, controlar y tratar infecciones en caso de que ocurra un brote de uno de los virus, dijo Abraham.
Como un medio para verificar que los receptores en cuestión eran importantes para causar la infección, los investigadores realizaron experimentos con una proteína señuelo, una molécula con una estructura que imita al receptor y puede engañar al virus para que se una al fármaco en lugar de al huésped. célula que pretende infectar. La molécula, en efecto, desactiva el virus y evita la entrada en la célula huésped, previniendo la infección.
Los experimentos del equipo demostraron que bloquear la interacción del virus con el receptor de la célula huésped previno la infección de neuronas humanas y de ratón.
También descubrieron que la molécula señuelo protegía a los ratones infectados del desarrollo de una encefalitis por alfavirus rápidamente letal, un hallazgo que, según los investigadores, sugiere que esta vía podría ser el objetivo de fármacos o anticuerpos para tratar la encefalitis por alfavirus en humanos cuando se producen infecciones.
Los investigadores advierten que realizaron sus estudios en animales con el virus Semliki Forest y no con EEEV, por lo que se necesitarían más experimentos para verificar que el mismo enfoque podría funcionar para diferentes alfavirus y en humanos.
Convertir una idea básica como esta en una herramienta clínica suele llevar años. Los investigadores deben asegurarse de que sea seguro y eficaz y deben encontrar la mejor manera de administrar las moléculas señuelo. Para ganar el mayor tiempo posible para prepararse para los virus emergentes, es fundamental construir esta base de conocimientos antes de la próxima pandemia, dijo Abraham.
«Todos nosotros, los científicos, los encargados de formular políticas y los ciudadanos nos beneficiaríamos enormemente de aprender pensar más en el futuro», dijo Abraham. «Cuanto más sepamos sobre la biología básica de las diferentes familias de virus, especialmente cómo infectan e interactúan con sus anfitriones, mejor preparados estaremos para enfrentar lo que venga después».
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El equipo aísla anticuerpos que se dirigen a los alfavirus Más información: Lars E. Clark et al, VLDLR y ApoER2 son receptores para múltiples alfavirus, Nature (2021). DOI: 10.1038/s41586-021-04326-0 Información de la revista: Nature
Proporcionado por la Escuela de Medicina de Harvard Cita: Identificación de receptores para alfavirus compartidos entre mosquitos, humanos, and animals (2022, 13 de enero) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-receptors-alphaviruses-mosquitoes-humans-animals.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.