Como una escena de “Invasion of the Body Snatchers“, un virus infecta a un huésped y lo convierte en una fábrica para hacer más copias de sí mismo. Ahora los investigadores han demostrado que un gran grupo de virus, incluidos los virus de la influenza y otros patógenos graves, roban señales genéticas de sus anfitriones para expandir sus propios genomas.
Este hallazgo se presenta en un estudio publicado en Cell. El estudio colaborativo interdisciplinario fue llevado a cabo por investigadores del Instituto Global de Salud y Patógenos Emergentes de la Escuela de Medicina Icahn en Mount Sinai en Nueva York, y en el Centro de Investigación de Virus de la Universidad de Glasgow MRC en el Reino Unido.
El equipo interdisciplinario de virólogos analizó un gran grupo de virus conocidos como virus de ARN de cadena negativa segmentada (sNSV), que incluyen patógenos graves y generalizados de humanos, animales y plantas domesticados, incluidos los virus de la influenza y el virus de Lassa (la causa de la fiebre de Lassa). Demostraron que, al robar señales genéticas de sus anfitriones, los virus pueden producir una gran cantidad de proteínas previamente no detectadas.
Los investigadores los etiquetaron como proteínas OVNI (marco de lectura abierto de Frankenstein ascendente), ya que se codifican uniendo las secuencias virales y del huésped. No se conocía la existencia de este tipo de proteínas antes de este estudio.
Estas proteínas OVNI pueden alterar el curso de la infección viral y podrían explotarse con fines de vacuna.
“La capacidad de un patógeno para superar las barreras del huésped y establecer la infección se basa en la expresión de proteínas derivadas de patógenos”, dijo Ivan Marazzi, PhD, Profesor Asociado de Microbiología en la Escuela de Medicina de Icahn y autor correspondiente del estudio. “Para comprender cómo un patógeno antagoniza al huésped y establece la infección, necesitamos tener una comprensión clara de qué proteínas codifica un patógeno, cómo funcionan y la manera en que contribuyen a la virulencia”.
Los virus no pueden construir sus propias proteínas, por lo que necesitan proporcionar instrucciones adecuadas a la maquinaria que construye las proteínas en las células de su huésped. Se sabe que los virus hacen esto a través de un proceso llamado “cap-snatching”, en el que cortan el extremo de uno de los mensajes de codificación de proteínas de la célula (un ARN mensajero o ARNm) y luego extienden esa secuencia con una copia de uno de sus propios genes. Esto da un mensaje híbrido para ser leído.
“Durante décadas pensamos que cuando el cuerpo encuentra la señal para comenzar a traducir ese mensaje en proteína (un ‘codón de inicio’), está leyendo un mensaje que le proporciona únicamente el virus. Nuestro trabajo muestra que la secuencia del anfitrión no es silenciosa”, dijo el Dr. Marazzi.
Los investigadores muestran que, debido a que producen híbridos de ARNm del huésped con sus propios genes, los virus (sNSV) pueden producir mensajes con codones de inicio adicionales derivados del huésped, un proceso que llamaron “inicio de arranque”. Esto hace posible traducir proteínas previamente insospechadas de las secuencias híbridas del virus huésped.
Además, muestran que estos nuevos genes son expresados por los virus de la influenza y potencialmente por una gran cantidad de otros virus. El producto de estos genes híbridos puede ser visible para el sistema inmune, y pueden modular la virulencia. Se necesitan más estudios para comprender esta nueva clase de proteínas y cuáles son las implicaciones de su expresión generalizada por muchos de los virus de ARN que causan epidemias y pandemias.
Ed Hutchinson, PhD, autor correspondiente y miembro investigador del Centro de Investigación de Virus MRC-Universidad de Glasgow, dijo: “Los virus se apoderan de su huésped a nivel molecular, y este trabajo identifica una nueva forma en que algunos virus pueden exprimir hasta el final poco potencial de la maquinaria molecular que están explotando. Si bien el trabajo realizado aquí se centra en los virus de la influenza, implica que una gran cantidad de especies virales pueden producir genes previamente insospechados”.
Los investigadores dicen que la siguiente parte de su trabajo es comprender los distintos roles que juegan los genes insospechados. “Ahora sabemos que existen, podemos estudiarlos y utilizar el conocimiento para ayudar a la erradicación de la enfermedad”, dijo el Dr. Marazzi. “Se requiere un gran esfuerzo mundial para detener las epidemias virales y las pandemias, y estos nuevos conocimientos pueden conducir a identificar nuevas formas de detener la infección”.
Mayor información: Jessica Sook Yuin Ho, Mateo ángel, Ivan Marazzi, et al. «Hybrid Gene Origination Creates Human-Virus Chimeric Proteins during Infection». Cell, Published: June 18, 2020.