Una proteína presente en mamíferos "podría permitir la propagación de organismos llamados arterivirus"

Los científicos que investigan virus animales con potencial para infectar a los humanos han identificado una proteína crítica que podría permitir la propagación de una familia de organismos llamados arterivirus.

En un nuevo estudio, los investigadores identificaron una proteína en los mamíferos que permite que los arterivirus ingresen a las células huésped para iniciar una infección. El equipo también descubrió que un anticuerpo monoclonal existente que se une a esta proteína protege a las células de la infección viral.

Los arterivirus circulan ampliamente en muchos tipos de mamíferos alrededor del mundo que sirven como huéspedes naturales (como primates no humanos, cerdos y caballos), pero hasta ahora no se han detectado en humanos. 

El objetivo de los investigadores es comprender mejor los mecanismos de infección por arterivirus para entender cuán alto es el riesgo de infección para los humanos y qué preparación puede ser necesaria si se produce una propagación en el futuro.

"Es importante tener en cuenta que, dado que no tenemos arterivirus conocidos que infecten a las personas, somos esencialmente inmunológicamente ingenuos, por lo que no podemos confiar en la inmunidad preexistente para ayudarnos", señala el coautor principal Cody Warren, profesor asistente de biociencias veterinarias en la Universidad Estatal de Ohio. Warren dirigió el trabajo junto con Adam Bailey, profesor adjunto de patología y medicina de laboratorio en la Universidad de Wisconsin-Madison.

CARACTERÍSTICAS DE LOS ARTERIVIRUS

Muchos huéspedes naturales de arterivirus no presentan signos de enfermedad, pero el virus que infecta a los cerdos puede causar neumonía, así como abortos en cerdas preñadas, y otras cepas pueden causar fiebre hemorrágica o encefalitis cuando cambian de huésped animal.

Estos virus también tienen la capacidad inusual de mantener infecciones a largo plazo y volverse más virulentos cuando encuentran nuevos huéspedes, lo que les da tiempo para evolucionar y mejorar sus posibilidades de transmisión.

EL ESTUDIO

El equipo de investigación se propuso encontrar proteínas en mamíferos que los arterivirus utilizan como receptores para entrar en las células huésped y hacer copias de sí mismos. Bailey utilizó la tecnología de cribado CRISPR-knockout de todo el genoma para identificar genes específicos que, cuando se alteraban, hacían que las células fueran resistentes a la infección viral. Dichos genes se considerarían entonces esenciales para el proceso de infección viral. El cribado imparcial identificó dos genes, FCGRT y B2M, cuyos productos proteicos se unen para formar el receptor FcRn (receptor Fc neonatal) que se expresa en la superficie de las células.

La molécula del receptor FcRn tiene un papel específico en el transporte de anticuerpos a través de la placenta hasta el feto, pero también está presente en las células inmunes y en las células que recubren las paredes de los vasos sanguíneos, ambas atacadas por los arterivirus.

RESULTADOS

Los resultados de este estudio demostraron que el FcRn es utilizado para la entrada a la célula huésped por al menos cinco arterivirus que infectan monos, cerdos y caballos, respectivamente: tres cepas diversas de arterivirus de simios, el virus del síndrome reproductivo y respiratorio porcino 2 (PRRSV-2) y el virus de la arteritis equina (EAV).

La eliminación del componente principal del complejo FcRn (el gen FCGRT) de las células huésped bloqueó la infección viral, y el tratamiento previo de las células con un anticuerpo monoclonal contra FcRn las protegió contra la infección.

También hubo un giro genético en esta historia: algunos huéspedes mamíferos fueron menos susceptibles a la infección por arterivirus debido a diferencias en la secuencia de FcRn específica de su especie, lo que significa que, en algunos casos, esta proteína funcionará como una barrera para las infecciones entre especies.

“Los chimpancés y los humanos tienen prácticamente los mismos genes, pero la secuencia de esos genes es ligeramente diferente”, explica Bailey. “Todos los mamíferos tienen el receptor FcRn, pero su capacidad para soportar la infección con un arterivirus determinado puede variar”.

La prueba CRISPR también identificó un gen que codifica otra proteína de superficie, CD163, que Warren y sus colegas habían descubierto previamente que es el guardián de un arterivirus llamado virus de la fiebre hemorrágica de los simios (SHFV) para infectar una célula.

Una serie de experimentos en diferentes tipos de células y utilizando múltiples cepas virales en el nuevo estudio mostró que CD163 tiene un papel en la infección por la mayoría de los arterivirus, pero no puede actuar solo: la interacción con FcRn también es clave para facilitar la infección arteriviral de las células huésped.

Explicar estos pasos de la infección por arterivirus es un hito importante, comentan los investigadores. “Si analizamos la biología de los virus, una de las cosas más importantes que podemos entender son los mecanismos de entrada. Porque si se puede detener la capacidad de un virus de infectar una célula alterando ese contacto inicial entre el virus y el receptor, se dispone de una posible estrategia terapéutica”, afirma Warren.

Uno de esos “disruptores” podría estar bloqueando el receptor, por lo que demostrar que un anticuerpo monoclonal existente puede detener la infección viral en las células también es una ventaja para los científicos que examinan los virus a través de una lente de preparación prepandémica.

“Si uno de estos virus apareciera en humanos, creo que estaríamos en serios problemas”, advirtió Bailey. “Así que esa es la motivación para mí”.

Los coautores incluyeron a Teressa Shaw, Kylie Nennig, Xueer Qiu, Devon Klipsic e Igor Slukvin de UW-Madison; Devra Huey, Makky Mousa-Makky, Jared Compaleo, Fei Jiang y Haichang Li del estado de Ohio; Aadit Shah de la Universidad de Stanford; Raymond Rowland de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign; y Meagan Sullender y Megan Baldridge de la Universidad de Washington en St. Louis.