Informazioni sulle modifiche dell’RNA virale che forniscono indizi sulla progettazione di antivirali Il ciclo vitale e la capacità infettiva dei virus sono coordinati da precisi meccanismi che spesso coinvolgono il loro genoma dell’RNA. I ricercatori europei stanno iniziando a esaminare il ruolo di varie modifiche dell’RNA nella replicazione e nell’infettività dei virus. Salute © vchal, Shutterstock Le modifiche sulle basi delle molecole di RNA costituiscono un fenomeno conservato nel corso dell’evoluzione, osservato nelle cellule eucariote e procariote, il che suggerisce che debbano svolgere una funzione importante. La modifica post-trascrizionale dell’RNA N6-metiladenosina (m6A) è la modifica maggiormente presente nelle cellule eucariote e quella che accelera il metabolismo e la traduzione dell’mRNA. Questa modifica funge da segnale guida rilevato da specifiche proteine “lettrici” nel citoplasma, per dirigere RNA differenti verso processi biologici distinti. Mappatura delle modifiche m6A nell’RNA virale La presenza di modifiche m6A sugli RNA virali è nota da oltre 30 anni, ma la mancanza di tecnologie idonee ne ha impedito l’approfondimento. Il progetto IAV-m6A si proponeva di mappare le modifiche m6A sul genoma del virus dell’influenza A, IAV, svelando al tempo stesso il suo significato funzionale. Questa ricerca è stata intrapresa con il sostegno del programma Marie Skłodowska-Curie (MSC). «L’obiettivo dello studio è stato quello di decifrare il ruolo delle modifiche m6A nella replicazione virale e nell’identificazione del modo in cui queste influiscono sulla patogenesi virale», spiega David Courtney, borsista ricercatore di MSC. Courtney, utilizzando un metodo basato sugli anticorpi, ha individuato la posizione di queste modifiche m6A nell’RNA virale, quindi ha mutato il genoma della IAV per impedire l’aggiunta di m6A in questi siti. La successiva caratterizzazione in vitro e in vivo di questi virus mutanti ha confermato che le modifiche m6A favoriscono la replicazione della IAV. Il borsista, avvalendosi della spettrometria di massa, ha esaminato altre modifiche dell’RNA, quali la 5-metilcitosina (m5C), unitamente alla m6A, e ha scoperto che queste erano state arricchite nei genomi virali dell’RNA rispetto agli mRNA cellulari. «Questo arricchimento significativo di varie modifiche nei genomi dei virus di RNA, tra cui l’influenza A e l’HIV-1, ha rappresentato la scoperta principale del progetto e probabilmente riflette l’evoluzione virale positiva», osserva Courtney. È importante sottolineare che queste modifiche si sono dimostrate vantaggiose per il ciclo di replicazione virale e la produzione di proteine. La IAV si è replicata molto più lentamente nelle cellule prive di METTL3, la proteina chiave che deposita le modifiche m6A nell’RNA. Inoltre, queste cellule hanno prodotto meno IAV dopo l’infezione, sottolineando il ruolo di m6A nella regolazione dell’RNA della IAV. Questo risultato è stato corroborato da esperimenti su cellule con sovraespressione delle proteine YTHDF1 e YTHDF2, in grado di rilevare le modifiche m6A, in cui era evidente un aumento dell’RNA della IAV e dei livelli proteici. Prospettive future Sebbene il progetto IAV-m6A abbia intrapreso una ricerca virale fondamentale senza risultati clinici diretti, la ricerca ha fornito nuove conoscenze sull’evoluzione virale e il ciclo di vita del virus dispone di potenzialità in ambito traslazionale. L’identificazione di proteine o modifiche chiave coinvolte nella replicazione virale può portare allo sviluppo di nuove molecole antivirali di piccole dimensioni, in grado di rallentare la crescita del virus. Inoltre, i risultati del progetto possono contribuire alla crescita della produzione proteica della IAV, un passaggio essenziale nel canale di produzione dei vaccini, al fine di soddisfare la domanda di incremento delle dosi di vaccini. A David Courtney è stata assegnata una sovvenzione di avviamento CER che lo aiuterà a formare un suo gruppo di ricerca presso la Queen’s University di Belfast, nel Regno Unito. L’obiettivo del gruppo sarà quello di definire ulteriormente il modo in cui la IAV utilizza una vasta gamma di modifiche dell’RNA durante il suo ciclo di replicazione. Inoltre, saranno studiati altri meccanismi di replicazione post-trascrizionale dell’RNA della IAV. Parole chiave IAV-m6A, IAV, modifica m6A, RNA virale, antivirali, influenza, HIV 1, METTL3, YTHDF1, YTHDF2
