De la biología celular a los tratamientos antivirales: estudio del flujo de lípidos y la dinámica mitocondrial como dianas terapéuticas frente a Bunyavirus

Abstract

La propagación de virus emergentes y reemergentes con capacidad de generar brotes epidémicos se ha convertido en un problema sanitario a nivel global. Por este motivo, existe un interés creciente en estudiar las interacciones entre los virus y diferentes factores de la célula huésped para identificar nuevas dianas terapéuticas para el desarrollo de antivirales de amplio espectro. Gracias a una combinación de técnicas de bioquímica, biología molecular y microscopía, hemos estudiado tres mecanismos celulares durante la infección por el virus Bunyamwera (BUNV) en cultivos celulares. El BUNV es el prototipo para el estudio del orden Bunyavirales, dentro del cual se incluyen patógenos graves considerados virus emergentes. En primer lugar, se evaluó el impacto de la infección por el BUNV en la composición lipídica celular mediante espectrometría de masas en células infectadas. Se observaron cambios significativos en el contenido de varias especies de glicerofosfolípidos, esfingolípidos y colesterol en las células infectadas por el BUNV, lo que sugiere que estos lípidos podrían tener un papel funcional durante la infección. Además, el análisis de lipidómica de los viriones de BUNV reveló que su envuelta tiene una composición lipídica única, encontrándose enriquecida en colesterol y esfingolípidos. Esto indicaría que el BUNV se replica y ensambla en dominios de membrana enriquecidos con colesterol de tipo lipid rafts o balsas lipídicas. En segundo lugar, se estudió el cargo lipídico y la ubicación de tres proteínas transportadoras de lípidos en el sitio de contacto entre las membranas del retículo endoplásmico y el Golgi: OSBP, CERT y FAPP2. Se encontró que durante la infección OSBP y CERT transportaban colesterol y colesterol sulfato, respectivamente. Además, OSBP se reclutaba a las factorías virales, llegándose a localizar en el interior de las esférulas de replicación mediante inmunomarcaje y TEM según la técnica de Tokuyasu. Además. la sobreexpresión de OSBP aumentó la expresión citoplasmática de proteínas virales, así como el título viral intra y extracelular. Adicionalmente, se ha descubierto que la infección por el BUNV afecta la estructura del network mitocondrial de las células huésped desde tiempos tempranos de infección. El BUNV inducía la fragmentación y el agrupamiento yuxtanuclear de las mitocondrias, así como una alteración morfológica en la ultraestructura de las crestas mitocondriales. Los cambios estructurales se encontraban asociados con una alteración de la respiración mitocondrial, una pérdida del potencial de membrana mitocondrial y un aumento de la producción de especies reactivas de oxígeno mitocondrial. Por último, se seleccionaron un total de siete moléculas diferentes cuya diana eran los mecanismos celulares mencionados previamente, y se testó su capacidad antiviral contra BUNV: simvastatina, MβCD, itraconazol, OSW-1, digoxina, lanatosido C y mdivi-1. Todos ellos inhibieron efectivamente la infección por el BUNV en cultivos celulares. Estas mismas moléculas también resultaron ser inhibidores de la infección de un virus RNA no relacionado, el coronavirus humano HCoV-229E. Nuestros hallazgos demuestran que apuntar a los factores del huésped celular es una estrategia potente para desarrollar nuevos antivirales. Asimismo, las moléculas identificadas pueden abrir la puerta para ser estudiadas a futuro en modelos animales y ensayos clínicos