I ricercatori hanno rivelato il meccanismo di regolazione di una proteina specifica che svolge un ruolo chiave nel bilanciare la risposta immunitaria innescata dalle infezioni virali nelle cellule dei mammiferi. Questi risultati potrebbero contribuire a guidare lo sviluppo di terapie antivirali e farmaci a base di acido nucleico per il trattamento delle malattie genetiche. La ricerca è pubblicata sulla rivista Nucleic Acids Research .
Affinché le cellule possano proteggersi dalle infezioni virali, in genere si verificano una serie di risposte immunitarie, tra cui la morte cellulare programmata chiamata apoptosi e la segnalazione dell'interferone. Sebbene l’apoptosi sia un processo normale, che avviene con o senza la presenza di molecole virali, seguendo una serie di passaggi che terminano con la morte di una cellula – cosa che potrebbe non sembrare vantaggiosa per l’ospite – può aiutare a prevenire la riproduzione di cellule anormali. , compresi quelli infettati da virus, ed eliminarli dal corpo.
Gli interferoni, invece, sono proteine prodotte dalle cellule animali in risposta a un'infezione virale per proteggere la cellula dagli attacchi virali e impedire la replicazione del virus. Tuttavia, il meccanismo di regolazione del modo in cui le cellule mantengono un equilibrio tra apoptosi e risposta all'interferone per sopprimere efficacemente la replicazione virale durante l'infezione, rimaneva poco chiaro.
Nel presente studio, un team composto da ricercatori dell'Università di Tokyo si è concentrato su una proteina specifica, TRBP, che è anche classificata come un tipo di proteina chiamata fattore di silenziamento dell'RNA.
L'RNA è un acido nucleico, un composto organico presente nelle cellule viventi e nei virus, che controlla la sintesi proteica e la composizione genetica di molti virus. L'RNA sintetizza le proteine attraverso un processo noto come traduzione, leggendo sequenze genetiche e traducendole in istruzioni per le cellule per creare proteine, che sono le principali responsabili della struttura e della funzione complessiva dell'organismo, sia esso una pianta o un animale.
Il silenziamento dell'RNA, noto anche come interferenza dell'RNA, è un modo in cui le piante e gli animali invertebrati possono proteggersi dai virus tagliando l'RNA virale per reprimere la replicazione virale.
"Questo studio fornisce una visione significativa che ha rivelato chiaramente che la proteina correlata al meccanismo di silenziamento dell'RNA, noto per essere un meccanismo antivirale in una pianta o in un invertebrato, è fortemente correlata alla risposta antivirale anche nei mammiferi attraverso un altro meccanismo", hanno affermato i ricercatori. l'autore Tomoko Takahashi, ricercatore in visita presso l'Università di Tokyo e professore assistente presso l'Università di Saitama in Giappone.
Sebbene sia ampiamente riconosciuto che il silenziamento dell'RNA è un meccanismo che opera in condizioni normali per controllare l'espressione genetica (se il gene è "acceso" per fornire istruzioni alla cellula per assemblare la specifica proteina che codifica), non è ancora chiaro come questo processo avviene sotto lo stress dell'infezione virale.
Quindi i ricercatori hanno esaminato TRBP (un'abbreviazione di TAR RNA-binding protein), che ha mostrato un ruolo significativo nel silenziamento dell'RNA durante un'infezione virale.
Questa proteina interagisce con una proteina sensore del virus nelle fasi iniziali dell'infezione nelle cellule umane. Nelle fasi successive dell'infezione virale, vengono attivate proteine chiamate caspasi e questo tipo di proteine è il principale responsabile dell'innesco della morte cellulare.
"Il silenziamento dell'RNA e la segnalazione dell'interferone erano precedentemente considerati percorsi indipendenti, ma diversi studi, incluso il nostro, hanno dimostrato una diafonia tra loro", ha detto Kumiko Ui-Tei, un altro coautore e professore associato dell'Università di Tokyo (al momento dello studio). lo studio).
Questa conversione funzionale del TRBP innescata dall'infezione virale è la base della regolazione della risposta dell'interferone e dell'apoptosi, con TRBP che aumenta irreversibilmente la morte cellulare programmata delle cellule infette, riducendo al contempo la segnalazione dell'interferone. TRBP agisce sulla cellula inducendone la morte, arrestando completamente la replicazione virale, in contrasto con il percorso di risposta dell'interferone, che si limita a sopprimere la replicazione virale invece di eliminare le cellule infette.
"L'obiettivo finale è comprendere il meccanismo molecolare alla base del sistema di difesa antivirale, orchestrato attraverso l'interazione tra i percorsi dell'RNA interni ed esterni nelle cellule umane", ha affermato Takahashi.
Acquisendo una comprensione più approfondita di come funzionano le difese contro i virus a livello molecolare, i ricercatori mirano a guidare lo sviluppo di farmaci a base di acido nucleico. Questi farmaci utilizzano approcci di targeting e inibizione simili alla risposta antivirale del silenziamento dell'RNA e promettono di essere sempre più utili nel trattamento di una gamma più ampia di pazienti affetti da infezioni virali, mutazioni genetiche e difetti genetici.
Questo studio è stato condotto in collaborazione con l'Università di Saitama, l'Università di Chiba, l'Università di Kyoto e il Maebashi Institute of Technology in Giappone.
Ulteriori informazioni: L'elaborazione mediata da caspasi del TRBP regola l'apoptosi durante l'infezione virale, Ricerca sugli acidi nucleici (2024). DOI:10.1093/nar/gkae246
Informazioni sul giornale: Ricerca sugli acidi nucleici
Fornito dall'Università di Tokyo
