Cercetătorii filmează în timp real ARN-ul viral din celulele infectate
O echipă de cercetători de la Universitatea de Stat din Pennsylvania a reușit să filmeze, în laborator, materialul genetic al virusurilor Zika și chikungunya mișcându-se în interiorul celulelor infectate vii. Rezultatele au fost publicate în revista Nature Communications.
Pentru a urmări ARN-ul viral, echipa condusă de Joyce Jose, profesoară asociată de biochimie și biologie moleculară, a dezvoltat o etichetă moleculară fluorescentă numită aptameră cu dublă acțiune. Aceasta este integrată direct în materialul genetic al virusului și îndeplinește simultan două funcții: permite urmărirea ARN-ului viral și identificarea proteinelor gazdă care interacționează cu acesta.
Eticheta utilizată, numită Mango-II, este alcătuită din secvențe scurte de ADN sau ARN monocatenar inserate în regiunea codantă pentru proteine a genomului viral, o abordare care nu fusese folosită anterior. Deoarece eticheta nu afectează ciclul de viață al virusului, cercetătorii pot studia interacțiunea dintre materialul genetic viral și celula gazdă în condiții apropiate de infecția naturală.
Diferențe între modurile de mișcare ale celor două virusuri
În urma infectării unor celule umane disponibile comercial, echipa a observat că cele două familii virale prezintă modele distincte de mișcare. ARN-ul virusului Zika rămâne ancorat de reticulul endoplasmatic, principala rețea de producție și transport din interiorul celulei, în timp ce ARN-ul virusului chikungunya se deplasează mai amplu și mai rapid de-a lungul membranei plasmatice.
„Imagistica în timp real, așa cum am realizat-o aici, este un instrument foarte puternic și este ceva la care am lucrat în ultimii opt sau nouă ani”, a declarat Joyce Jose. „Instrumentele existente, precum microscopia electronică, capturează imagini fixe, dar se pierde rezoluția temporală, interacțiunile moment cu moment dintre virus și gazdă din interiorul celulei. Este diferența dintre o fotografie și un video.”
Peste 200 de proteine gazdă identificate
Eticheta Mango-II a permis și extragerea ARN-ului viral din celulele infectate împreună cu proteinele gazdă care interacționează cu genomul viral. După compararea rezultatelor cu două eșantioane de control, cercetătorii au identificat cu grad ridicat de încredere peste 200 de proteine gazdă care interacționează cu virusul Zika și un număr mai mic în cazul virusului chikungunya, dintre care 132 de factori gazdă sunt comuni ambelor virusuri.
Între factorii comuni, echipa a identificat proteina SFPQ ca fiind esențială pentru ciclul de viață al ambelor virusuri. Când cercetătorii au redus expresia acestei proteine în celulele gazdă printr-o tehnică numită ARN cu structură de ac de păr scurt, producția virală a scăzut drastic în ambele cazuri.
„Deși sunt virusuri foarte diferite, putem spune că este o proteină gazdă importantă pentru replicarea ambelor”, a explicat Jose. „Iar când am privit din nou prin imagistica în timp real, am putut vedea acest lucru.”
Posibile aplicații pentru alte virusuri cu ARN
Virusul Zika face parte din familia Flaviviridae, din care mai fac parte virusurile West Nile, dengue și febra galbenă, iar virusul chikungunya aparține familiei Togaviridae, fiind transmis tot prin intermediul țânțarilor. În ciuda numeroaselor focare de infecție din întreaga lume, pentru niciuna dintre aceste boli nu există în prezent tratamente antivirale eficiente.
Dezvoltarea unor noi terapii presupune înțelegerea interacțiunii dintre virus și celula gazdă, pentru a identifica ținte potențiale care să întrerupă lanțul de acțiune și să oprească răspândirea virusului. Cercetătorii apreciază că abordarea lor ar putea fi aplicată și în studiul altor virusuri cu ARN, precum dengue, hepatita C și rinovirusul.
