En la información sobre las modificaciones de los ARN víricos se halla la clave para diseñar antivíricos
Las modificaciones de las bases de las moléculas de ARN es un fenómeno conservado evolutivamente tanto en las células eucariotas como en las procariotas, lo cual sugiere que debe ejercer una función importante. La modificación postranscripcional del ARN N6 metiladenosina (m6A) es la modificación más abundante en las células eucariotas y acelera el metabolismo y la traslación de las mARN. Actúa como señal de guía que detectan unas proteínas «lectoras» específicas en el citoplasma para dirigir distintos ARN hacia diferentes procesos biológicos.
Mapeo de las modificaciones m6A en el ARN vírico
Hace más de treinta años que se conoce la presencia de modificaciones m6A en el ARN vírico, pero la falta de tecnología había impedido que se llevaran a cabo nuevas investigaciones. El proyecto IAV-m6A tenía por objeto mapear las modificaciones m6A en el genoma del virus de la gripe A, IAV por sus siglas en inglés y revelar al mismo tiempo su importancia funcional. Esta investigación se llevó a cabo gracias al respaldo del programa Acciones Marie Skłodowska-Curie (MSC). «El objetivo del estudio era descifrar el papel de las modificaciones m6A en la replicación vírica e identificar cómo la pérdida de estas modificaciones afecta a la patogénesis vírica», explica David Courtney, beneficiario de la beca MSC. Al emplear un método basado en anticuerpos, Courtney identificó la ubicación de estas modificaciones m6A en el ARN vírico y, a continuación, mutó el genoma del IAV para impedir la adición de m6A en estos loci. La posterior caracterización «in vitro» e «in vivo» de estos virus mutantes confirmó que las modificaciones m6A favorecen la replicación del IAV. Mediante espectrometría de masas, el becario estudió modificaciones del ARN como la 5-metilcitosina (m5C) y, junto con la m6A, determinó que estas estaban enriquecidas en los genomas de ARN vírico al compararlo con mARN celulares. «El enriquecimiento significativo de distintas modificaciones en los genomas del ARN de virus como el de la gripe A y el VIH-1 fue el descubrimiento más importante del proyecto y es probable que refleje una evolución vírica positiva», señala Courtney. Es más, estas modificaciones resultaron ser ventajosas para el ciclo de replicación y la producción de proteínas. El IAV se replicó de forma más lenta en las células que carecían de METTL3, la proteína clave que deposita las modificaciones m6A en el ARN. Estas células también produjeron menos IAV tras su infección, lo cual destaca el papel de la m6A en la regulación del ARN del IAV. Este resultado fue corroborado por experimentos realizados en células que sobreexpresan las proteínas YTHDF1 y YTHDF2 que detectan las modificaciones m6A, en las que era evidente un incremento de los niveles de proteínas y de ARN del IAV.
Perspectivas de cara al futuro
Aunque el proyecto IAV-m6A llevó a cabo una investigación vírica fundamental sin resultados clínicos directos, la investigación aportó conocimientos sobre la evolución de los virus y mostró que su ciclo de vida tiene potencial traslacional. La identificación de las proteínas o modificaciones clave implicadas en la replicación de los virus puede dar lugar al desarrollo de nuevos antivíricos moleculares capaces de ralentizar el crecimiento vírico. Además, los hallazgos del proyecto pueden ayudar a aumentar la producción de proteínas del IAV, un paso esencial en el proceso de producción de vacunas para satisfacer la demanda de un mayor número de dosis de vacunas. David Courtney ha recibido una subvención de inicio del Consejo Europeo de Investigación que le ayudará a crear su propio grupo de investigación en la Universidad de la Reina de Belfast (Reino Unido). El objetivo del grupo será estudiar mejor cómo utiliza el IAV una amplia gama de modificaciones del ARN durante su ciclo de replicación. Además, se investigarán nuevos mecanismos de regulación postranscripcional del ARN del IAV.
Palabras clave
IAV-m6A, IAV, modificación de m6A, ARN vírico, antivíricos, gripe, VIH 1, METTL3, YTHDF1, YTHDF2
