Relevancia de la proteína 4b de MERS-CoV en el antagonismo de la respuesta inmune y en virulencia
Author
Cantón Bailón, JavierEntity
UAM. Departamento de Biología Molecular; CSIC. Centro Nacional de Biotecnología (CNB)Date
2020-02-14Subjects
Coranovirus - Tratamiento médico - Proteínas - Tesis doctorales; Coranovirus - Protección - Vacunas - Tesis doctorales; Biología y Biomedicina / BiologíaNote
Tesis doctoral inédita leída en la Universidad Autónoma de Madrid, Facultad de Ciencias, Departamento de Biología Molecular. Fecha de lectura: 14-02-2020Esta tesis tiene embargado el acceso al texto completo hasta el 14-08-2021
Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-SinObraDerivada 4.0 Internacional.
Abstract
Middle-East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) is an emergent virus that
appeared in 2012 in Saudi Arabia. To date, more than 2,400 cases, including more than
850 deaths have been confirmed in 27 countries. Since MERS-CoV is still causing new
infections and no therapeutics or vaccines are available, the research on protection
strategies against MERS-CoV has been declared a priority by the World Health
Organization.
In this thesis, the contribution of MERS-CoV accessory proteins 3, 4a, 4b and 5 to the
antagonism of the innate immune response has been studied in the context of infection.
Protein 4b has been identified as an inhibitor of the NF-kB-dependent pro-inflammatory
response. This inhibition depends on the presence of a functional nuclear localization
signal (NLS) in 4b protein, which is required for 4b nuclear translocation. 4b protein
interferes with NF-kB through a competitive inhibition mechanism for importin KPNA4
binding and nuclear translocation.
The relevance in pathogenesis of MERS-CoV 4b protein was analyzed in vivo in a
knock-in mouse model expressing the humanized DPP4 viral receptor (hDPP4-KI).
Deletion of 4b gene in MERS-CoV-Δ4b completely attenuated the virus, while the
cytoplasmic expression of 4b in the NLS mutant led to partial attenuation. MERS-CoV-
Δ4b deletion mutant replicated in the lungs with titers a similar to those of the virulent
virus. However, it caused a significantly lower inflammatory response with less
pulmonary edema and infiltration of immune cells, indicating that protein 4b was a
virulence factor. Immunization with this attenuated mutant MERS-CoV-Δ4b protected
100% mice against the challenge with the virulent virus, indicating that 4b deletion
represents a promising attenuation strategy in the development of vaccine candidates
against MERS-CoV El coronavirus causante del síndrome respiratorio de Oriente Medio (MERS-CoV) es
un virus emergente que apareció en Arabia Saudí en 2012 y aún continúa causando
nuevas infecciones. Desde entonces se han confirmado más de 2.400 casos y 850
fallecidos en 27 países. Actualmente no existen terapias o vacunas disponibles, por lo
que la investigación de estrategias de protección de frente a MERS-CoV ha sido
declarada prioritaria por la Organización Mundial de la Salud.
En esta tesis se ha estudiado la contribución de las proteínas accesorias 3, 4a, 4b y
5 de MERS-CoV al antagonismo de la respuesta inmune innata en el contexto de la
infección. Se ha identificado que la proteína 4b inhibe la respuesta pro-inflamatoria
mediada por el factor de transcripción NF-kB. Se ha determinado que esta inhibición
depende de la presencia de una señal de localización nuclear (NLS) funcional en la
proteína 4b, que es necesaria para la translocación al núcleo de la proteína 4b durante
la infección. Se ha demostrado que la proteína 4b antagoniza la activación de NF-kB por
un mecanismo de inhibición competitiva en la unión a la importina KPNA4, responsable
de importar NF-kB al núcleo.
La relevancia de la proteína 4b en la patogénesis de MERS-CoV se ha analizado in
vivo en un modelo animal de ratones que expresan el receptor viral DPP4 humanizado
(hDPP4-KI). La deleción del gen 4b de MERS-CoV (MERS-CoV-Δ4b) atenuó
completamente el virus, mientras que la expresión de la proteína en el citoplasma en el
mutante de la NLS de 4b mostró una atenuación parcial. El mutante MERS-CoV-Δ4b
replicó en los pulmones con título similar al del virus virulento. Sin embargo, causó una
respuesta inflamatoria significativamente inferior con menos edema pulmonar e
infiltración de células del sistema inmune, indicando que la proteína 4b era un factor de
virulencia. La inmunización con este mutante atenuado MERS-CoV-Δ4b protegió al
100% de los ratones frente al desafío con el virus virulento, por lo que la deleción de
4b representa una estrategia prometedora de atenuación en el desarrollo de
candidatos a vacuna frente a MERS-CoV
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