Proteínas bacterianas lançam luz sobre a imunidade antiviral

Estas imagens mostram como as células cancerosas humanas (marcadas com um corante azul CellTracker) que expressam a proteína efetora bacteriana IpaH4 (coluna da direita) são mais suscetíveis à infecção viral (o verde indica infecção viral) do que as células que não expressam o efetor bacteriano (coluna da esquerda). ). Crédito:UT Southwestern Medical Center

Uma colaboração única entre dois laboratórios do UT Southwestern Medical Center – um que estuda bactérias e outro que estuda vírus – identificou duas proteínas imunológicas que parecem fundamentais para combater infecções. As descobertas, publicadas na PLOS Pathogens , poderia levar a novas estratégias para o tratamento de infecções microbianas e até mesmo do câncer, disseram os autores.

“Ao estudar como as proteínas bacterianas podem promover a replicação viral, descobrimos novos fatores que bloqueiam a replicação do vírus em organismos que vão desde mariposas até humanos”, disse Don Gammon, Ph.D., professor assistente de microbiologia na UT Southwestern.

Gammon co-liderou o estudo com Neal Alto, Ph.D., professor de microbiologia e membro do Harold C. Simmons Comprehensive Cancer Center da UTSW, e primeiro autor Aaron Embry, B.A.Sc., um estudante de pós-graduação pesquisador orientado no Gammon Lab e no Alto Lab.

O laboratório do Dr. Gammon usa moléculas conhecidas como proteínas de evasão imunológica produzidas por vírus. O estudo dessas proteínas, que desativam partes do sistema imunológico para permitir que os vírus se repliquem nas células, pode esclarecer como o sistema imunológico ataca as infecções virais.

Tal como os vírus, algumas bactérias também se replicam dentro das células de outros organismos com a ajuda de proteínas conhecidas como efetoras, muitas das quais impedem as respostas imunitárias, explicou o Dr. A identificação de proteínas efetoras bacterianas é um dos focos de seu laboratório.

Drs. Gammon e Alto argumentaram que, ao combinarem os seus conhecimentos, poderiam ser capazes de identificar mecanismos imunitários que os organismos utilizam para combater infecções bacterianas e virais.

Eles usaram uma técnica genética para estimular as células da mariposa a produzirem individualmente 210 efetores bacterianos que são produzidos coletivamente por sete patógenos bacterianos diferentes. Eles então testaram a capacidade dessas células alteradas de permitir a replicação de quatro tipos de arbovírus, responsáveis por milhões de infecções humanas a cada ano.

Embora os arbovírus sejam normalmente transmitidos por insetos sugadores de sangue, como os mosquitos, eles geralmente não conseguem se replicar nas células das mariposas.

Usando esse método, os pesquisadores identificaram seis efetores que permitiram que todos os quatro arbovírus se multiplicassem dentro das células da mariposa. Embora cada um dos quatro arbovírus pudesse se replicar de alguma forma nas células humanas, a alteração genética das células humanas para produzir esses efetores aumentou significativamente a reprodução viral.

A seleção de apenas um desses efetores - uma proteína chamada IpaH4 isolada de uma bactéria que infecta humanos chamada Shigella flexneri - em experimentos posteriores mostrou que essa proteína impediu que os mecanismos imunológicos celulares impedissem a replicação viral, degradando duas proteínas chamadas SHOC2 e PSMC1, que não tinham anteriormente ligado à imunidade antimicrobiana.

Como tanto as células da mariposa como as humanas produzem estas proteínas, disse Alto, elas parecem ter surgido no início da evolução num ancestral comum a ambos os organismos. Assim, estas proteínas provavelmente desempenham um papel amplo na imunidade inata em muitos organismos em todo o reino animal.

Pesquisas futuras sobre como o SHOC2 e o PSMC1 operam no sistema imunológico podem levar a novos projetos de medicamentos antibacterianos e antivirais, disse o Dr. Também poderá abrir caminho a novas terapias para tratar outras doenças, incluindo o cancro, acrescentou.

Tal como as células da mariposa, que são naturalmente resistentes à replicação de alguns vírus, certos tipos de células cancerígenas também impedem a reprodução viral, impedindo a utilização eficaz de um tratamento contra o cancro conhecido como terapia oncolítica, na qual as infecções virais são utilizadas para matar células cancerígenas.

Os pesquisadores planejam continuar estudando como a proteína IpaH4 e alguns outros efetores bacterianos afetam a imunidade antimicrobiana.

Mais informações: Aaron Embry et al, Explorando proteínas efetoras bacterianas para descobrir maquinaria hospedeira antiviral evolutivamente conservada, PLOS Pathogens (2024). DOI:10.1371/journal.ppat.1012010
Informações do diário: PloS Patógenos

Fornecido pelo UT Southwestern Medical Center

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