El virus de Tulane necesita calcio intracelular para replicarse

Algunos virus gastrointestinales necesitan calcio. Necesitan iones de calcio para llevar a cabo varios aspectos esenciales de la vida viral, como la entrada a las células huésped, replicación del genoma y creación de nuevos virus para invadir otras células. Las células invadidas por virus también utilizan calcio. Lo utilizan como señales para regular muchos de los procesos propios de las células, pero los virus pueden apoderarse de la señalización del calcio celular para satisfacer sus propias necesidades.

Esta adquisición viral implica, en muchos casos, la producción de una proteína viral llamada viroporina que actúa como un canal iónico que redirige la señalización del calcio celular para cumplir funciones virales. Virus gastrointestinales de importancia médica, como el rotavirus, requieren calcio para la replicación y usan viroporinas para ganar control sobre la señalización celular del calcio, pero no se ha investigado si otros virus que también causan problemas gastrointestinales graves en personas y animales, como el norovirus, hacer lo mismo.

¿Viroporinas asumiendo el control?

Alicia Strtak, estudiante de posgrado en el Programa de Posgrado en Ciencias Biomédicas y Moleculares Integrativas en Baylor College of Medicine, asumió el proyecto para investigar si el virus Tulane, un calicivirus que es biológicamente similar a los norovirus humanos, requirió calcio para su replicación. Si es así, ¿Cómo se hace cargo de la señalización del calcio celular?

Los norovirus humanos son la principal causa de gastroenteritis aguda, una enfermedad potencialmente mortal en todos los grupos de edad. Existe un gran interés en desarrollar terapias efectivas, pero muchos aspectos de cómo calicivirus, incluido el norovirus, La causa de la enfermedad aún no se ha aclarado.

Alicia Strtak, estudiante de posgrado en Baylor College of Medicine

Estudiar el norovirus ha supuesto un gran desafío para los investigadores y, aunque se ha avanzado mucho para cultivarlo con éxito en el laboratorio utilizando cultivos de enteroides intestinales humanos, todavía hay mucho que ganar estudiando otros calicivirus, como el virus de Tulane, que están estrechamente relacionados con el norovirus y son más fáciles de estudiar en el laboratorio.

Durante este proyecto, Strtak trabajó en el laboratorio del Dr. Joseph Hyser, profesor asistente de virología molecular y microbiología en Baylor, y usó el virus Tulane como sistema modelo para norovirus.

"Creemos que el virus Tulane tiene características que lo convierten en un buen candidato para un modelo de norovirus humano. Estos virus comparten características biológicas y genéticas, por ejemplo, ambos organizan sus genomas de la misma manera, infectar el mismo tipo de células (epitelio intestinal) y causar una enfermedad que se presenta de manera similar, "Dijo Strtak." Además, El virus Tulane se puede cultivar en el laboratorio en sistemas que faciliten la investigación de las vías que toma durante la infección ".

Requisitos para la replicación

Strtak, Hyser y sus colegas combinaron el cultivo celular, técnicas de bioquímica y de imágenes de calcio para responder a la siguiente pregunta, ¿Cuáles son los factores clave que necesita el virus Tulane para lograr una replicación robusta y eficiente? Para abordar la pregunta, se centraron en cómo el virus Tulane modificó la señalización de calcio del huésped durante la infección.

"Primero, Descubrimos que el virus Tulane necesita calcio intracelular para replicarse. Sin ello, el virus se replica mal, "Dijo Strtak." También encontramos que el calcio provenía del almacenamiento celular en el retículo endoplásmico y, para acceder a esta fuente de calcio, El virus de Tulane parecía utilizar su proteína NS1-2 ".

Los investigadores encontraron evidencia de que la proteína NS1-2 del virus Tulane actuaba como una viroporina, un canal de iones que interrumpió la señalización del calcio celular al desencadenar su flujo desde el retículo endoplásmico, donde fue almacenado, al citoplasma donde tuvo lugar la replicación viral.

Los hallazgos del virus de Tulane apuntan a la replicación del norovirus

Buscando determinar si el norovirus podría estar usando una estrategia similar para infectar células epiteliales, Strtak y sus colegas compararon la proteína NS1-2 del virus Tulane y la proteína norovirus humana en su capacidad para interrumpir la señalización del calcio. Descubrieron que la proteína NS1-2 del norovirus inducía cambios en la señalización del calcio celular que eran similares a los provocados por la proteína NS1-2 del virus Tulane.

"Esta es la primera pieza de evidencia funcional que sugiere que la función que identificamos en el virus Tulane también puede existir en el norovirus humano, "Dijo Strtak.

"Los canales de iones virales son muy difíciles de identificar. El trabajo de Strtak muestra que con un poco de innovación, ingenio y voluntad de explorar fuera del sistema clínicamente relevante, Es posible encontrar un modelo experimental adecuado que permita a los investigadores lograr la caracterización amplia inicial y encontrar información relevante sobre sistemas biológicos complejos. Esperamos que la información que hemos encontrado aquí también ayude a otros investigadores que estudian otros aspectos de la infección viral, "dijo Hyser, miembro del Alkek Center for Metagenomics and Microbiome Research y del Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center en Baylor.

Conoce todos los detalles de este trabajo en la revista mSphere .

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