Modulación de la respuesta antiviral de interferón en células humanas persistentemente infectadas con el arenavirus Junín

• Autores: Armiento, María Nieves
• Año de publicación: 2024
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Scolaro, Luis Alberto
• Materia: ARENAVIRUS; VIRUS JUNIN; PERSISTENCIA; INTERFERON; RIG-I; IRF-3; ARENAVIRUS; JUNIN VIRUS; PERSISTENCE; INTERFERON; RIG-I; IRF-3
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

l virus Junín (JUNV), miembro de la familia Arenaviridae, es el agente etiológico de la fiebre hemorrágica argentina (FHA), una afección endémica de la región del centro y noroeste de la Argentina también conocida como “Mal de los Rastrojos”, la cual puede presentar en su forma grave manifestaciones hematológicas, inmunológicas, neurológicas y hemorrágicas. En los últimos 50 años, el área endémica de la FHA se incrementó como resultado de la expansión geográfica del hospedador natural de JUNV, el ratón Calomys musculinus (laucha maicera). Se trata de una zoonosis que no se puede erradicar debido a que su reservorio se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza. JUNV puede generar una infección letal, transiente o persistente en su hospedador natural, y aquellos ratones que presentan una infección persistente pueden propagar grandes cantidades de virus a través de la saliva y la orina. Mientras que el análogo de nucleósidos ribavirina en combinación con la transfusión de plasma inmune ha sido utilizado para el tratamiento terapéutico de las infecciones con JUNV, estos agentes son sólo efectivos si se administran durante un período de tiempo específico y han mostrado un éxito limitado. Es por ello que el desarrollo de nuevas drogas antivirales es importante para controlar la enfermedad. Actualmente, la vacuna de virus atenuado Candid #1 constituye la única vacuna contra un arenavirus con desarrollo clínico exitoso, la cual fue desarrollada para la prevención de las infecciones de JUNV en las áreas endémicas de circulación del virus y presenta una eficacia estimada del 98,1%. Los arenavirus constituyen sistemas de modelos experimentales manejables para el estudio de infecciones virales agudas y persistentes. Un rasgo característico de los arenavirus es su habilidad en establecer infecciones persistentes en sus reservorios naturales y en un amplio rango de células de mamíferos in vitro. El objetivo general del presente trabajo apuntó a profundizar los estudios de caracterización de los parámetros biológicos y bioquímicos que regulan el fenómeno de persistencia viral. Como modelo de estudio se propuso a JUNV, el cual posee entre sus características biológicas salientes la capacidad de generar infecciones persistentes ya sea en su hospedador natural como así también en la mayoría de los cultivos celulares que infecta. Los objetivos específicos comprendieron el estudio de la producción de interferón (IFN), principal citoquina involucrada en la respuesta inmune innata frente a una infección viral, en distintos cultivos de células humanas persistentemente infectados con JUNV, tanto desde el punto de vista de los niveles producidos de dicha citoquina como de las vías de señalización involucradas, a fin de caracterizar la modulación que ejerce el virus sobre la síntesis de IFN y sobre la respuesta al mismo en dichas células. Se demostró que en dos líneas celulares de origen humano persistentemente infectadas con JUNV, el virus modula de forma negativa la respuesta antiviral de IFN, lo cual se corroboró mediante diferentes técnicas moleculares y utilizando distintos inductores de síntesis de dicha citoquina. La modulación negativa se lograría a través de la manipulación de la vía de señalización encargada de la producción de IFN tanto a nivel de la expresión proteica y del ácido ribonucleico mensajero (mARN) del receptor gen inducido por ácido retinoico I (RIG-I), como a nivel de la localización subcelular y grado de fosforilación del factor de transcripción factor regulador de interferón 3 (IRF-3). Se propone a la modulación negativa de la respuesta de IFN como una estrategia de JUNV para optimizar la eficiencia en su ciclo de multiplicación. En particular, durante la infección persistente, etapa en la que se establece un equilibrio entre la multiplicación viral y la fisiología celular, la modulación negativa de la respuesta de IFN podría ser una condición que favorezca este tipo de infección, ya que prolongaría la permanencia del virus en el tejido infectado, favoreciendo así también la aparición de variabilidad genética dentro de la población viral. Los resultados permiten ensamblar un modelo de persistencia viral que completa, al mismo tiempo, los conocimientos actuales referentes a la epidemiología de JUNV, ligados fundamentalmente a su permanencia y evolución en la naturaleza. Los conocimientos generados podrían aplicarse a la comprensión de otros modelos de infecciones virales persistentes desde el punto de vista de las propiedades adquiridas por las células persistentemente infectadas y su comportamiento frente a distintos estímulos ligados, particularmente, al inicio de la respuesta inmune innata antiviral.
Junín virus (JUNV), a member of the Arenaviridae family, is the etiological agent of Argentine hemorrhagic fever (AHF), an endemic disease in the central and northwestern region of Argentina that can present in its severe form hematological, immunological, neurological and hemorrhagic manifestations. In the last 50 years, the endemic area of the AHF increased as a result of the geographic expansion of the natural host of JUNV, the mouse Calomys musculinus. It is a zoonotic illness that cannot be eradicated because its reservoir is widely distributed in nature. JUNV can cause a lethal, transient, or persistent infection in its natural host, and mice with a persistent infection can spread large amounts of virus through saliva and urine. While the nucleoside analog ribavirin in combination with immune plasma transfusion has been used for the therapeutic treatment of JUNV infections, these agents are only effective if administered for a specific period of time and have shown limited success. That is why the development of new antiviral drugs is important to control the disease. Currently, the attenuated virus vaccine Candid #1 constitutes the only vaccine against an arenavirus with successful clinical development, which was developed for the prevention of JUNV infections in endemic areas of virus circulation and has an estimated efficacy of 98,1%. Arenaviruses are manageable experimental model systems for the study of acute and persistent viral infections. A characteristic feature of arenaviruses is their ability to establish persistent infections in their natural reservoirs and in a wide range of mammalian cells in vitro. The general objective of this work aimed to deepen the characterization studies of the biological and biochemical parameters that regulate the phenomenon of viral persistence. JUNV was proposed as the study model, which has among its salient biological characteristics the ability to generate persistent infections both in its natural host as well as in most of the cell cultures it infects. The specific objectives included the study of the production of interferon (IFN), the main cytokine involved in the innate immune response against a viral infection, in different cultures of human cells persistently infected with JUNV, both from the point of view of the levels produced of that cytokine as well as the signaling pathways involved, in order to characterize the modulation that the virus exerts on the synthesis of IFN and on the response to it in those cells. It was demonstrated that in two different human cell lines persistently infected with JUNV, the virus negatively modulate the IFN antiviral response, which was corroborated by different molecular techniques and using different inducers of synthesis of that cytokine. Negative modulation would be achieved through the manipulation of the signaling pathway responsible for IFN production both at the level of messenger ribonucleic acid (mRNA) and protein expression of the receptor retinoic acid-inducible gene I (RIG-I) and at the level of the subcellular localization and degree of phosphorylation of the transcription factor interferon regulatory factor 3 (IRF-3). The negative modulation of the IFN response is proposed as a JUNV strategy to optimize the efficiency in its multiplication cycle. Particularly, during persistent infection, a stage in which a balance is established between viral multiplication and cellular physiology, the negative modulation of the IFN response could be a condition that favors this type of infection, since it would prolong the permanence of the virus in the infected tissue, thus also favoring the appearance of genetic variability within the viral population. The results allow us to assemble a viral persistence model that completes, at the same time, the current knowledge regarding the epidemiology of JUNV, fundamentally linked to its permanence and evolution in nature. The knowledge generated could be applied to the understanding of other models of persistent viral infections from the point of view of the properties acquired by persistently infected cells and their behavior against different stimuli linked, in particular, to the initiation of the antiviral innate immune response.
Fil: Armiento, María Nieves. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.