Um novo estudo revela um mecanismo até então desconhecido que determina se os vírus que infectam bactérias matam rapidamente seus hospedeiros ou permanecem latentes dentro da célula. A descoberta, relatado na revista eLife, também pode se aplicar a vírus que infectam humanos e outros animais, disse o pesquisador.

"Eu descobri pela primeira vez que a mecânica de como o DNA é empacotado dentro de um vírus determina o curso da infecção, "disse o professor de patobiologia da Universidade de Illinois, Alex Evilevitch, quem conduziu o estudo.

Depois de injetar seu DNA em uma célula, os vírus tendem a seguir uma das duas principais vias, chamadas infecções "líticas" ou "latentes". No caminho lítico, O DNA viral rapidamente comanda os próprios recursos da célula hospedeira para fazer centenas de cópias de si mesma. Os novos vírus então matam a célula e repetem o ciclo em outras células.

As infecções virais latentes seguem um curso diferente, no entanto:uma vez dentro da célula, o DNA viral se incorpora ao genoma do hospedeiro. Quando a célula se divide, o DNA viral também fica duplicado. Enquanto a infecção permanecer latente, há pouca evidência disso no hospedeiro.

O problema com infecções virais latentes é que, em momentos de estresse para o hospedeiro, o vírus pode se tornar lítico de repente, assumindo o controle da célula e matando-a após um ataque louco de reprodução, Evilevitch disse.

"As muitas infecções virais que carregamos podem permanecer latentes por muito tempo. Às vezes, elas se tornam líticas, e é quando desenvolvemos sintomas, " ele disse.

Infecções virais latentes em humanos incluem herpes simplex, varicela zoster, Epstein-Barr, citomegalovírus humano, adenovírus, Sarcoma de Kaposi e vários outros.

"É muito importante saber o que regula a mudança do estado latente para o estado lítico, para que possamos talvez impedir a propagação dessas infecções, "Evilevitch disse.

Muitos estudos da dinâmica da infecção viral se concentraram nas características estruturais dos capsídeos das proteínas que protegem o material genético viral e o transportam para o local da infecção. Evilevitch olhou, em vez disso, para os estresses e cepas nas moléculas de DNA viral pouco antes de serem injetadas em um hospedeiro.

Ele usou calorimetria de titulação isotérmica, que pode medir mudanças discretas na energia térmica em um sistema, para rastrear o curso da infecção. Em um estudo anterior, seu grupo de laboratório descobriu que o processo de infecção viral emite calor. No novo estudo, Evilevitch expôs a bactéria hospedeira, Escherichia coli, a milhares de partículas virais, em seguida, monitorou os altos e baixos térmicos que ocorreram à medida que a infecção progredia.

Ele descobriu que as infecções ocorreram de forma síncrona - com centenas de vírus injetando seu DNA na bactéria de uma vez - ou aleatoriamente, com infecções ocorrendo mais lentamente de forma descoordenada. Um exame mais atento do material genético viral antes da infecção revelou que o DNA embalado dentro do vírus tendia a ser mais "líquido" nas infecções síncronas, mas mais rígido durante as infecções aleatórias.

As infecções sincrônicas corresponderam estreitamente às infecções latentes que preservaram o hospedeiro, enquanto o mais lento, um processo mais aleatório de infecção levou a eventos líticos que mataram o hospedeiro.

Conforme a temperatura aumentou, o DNA viral tornou-se mais líquido e as infecções tinham maior probabilidade de ser sincrônicas. Aumentos nas concentrações extracelulares de íons de magnésio relacionadas ao metabolismo celular e às condições de crescimento também promoveram infecções sincrônicas, Evilevitch encontrado.

O calor tornou as moléculas de DNA dentro do capsídeo mais flexíveis, reduzindo o atrito deslizante entre eles, ele disse. Adicionar íons carregados positivamente reduziu a repulsão entre as moléculas de DNA carregadas negativamente, também tornando o DNA mais fluido.

"O DNA se torna mais flexível; ele tem um caráter mais fluido, "disse ele." Como resultado, é mais provável que seja ejetado - como pasta de dente de um tubo. Mas se for sólido, vai ficar preso dentro do tubo. "

As novas descobertas são "boas para virologia, "Evilevitch disse.

"Agora entendemos que a mecânica do DNA empacotado dentro do vírus influencia diretamente a direção da infecção em direção a uma via lítica ou latente, "disse ele." Acreditamos que isso nos ajudará a aprender como controlar as infecções e evitar que se tornem líticas. Pode potencialmente levar a novas terapias para prevenir a propagação da infecção. "