European Molecular Biology Laboratory (EMBL), prin cercetătorii săi de la Hamburg, și Indian Institute of Science (IISc) au analizat în două studii publicate în 2026 felul în care virusurile deturnează celulele infectate. Prima echipă a realizat o hartă detaliată a contactelor dintre proteinele virusului gripal A și cele umane, direct în celule intacte. A doua a folosit microscopia crio-electronică pentru a surprinde modul în care virusul encefalomiocarditei (EMCV) capturează componentele necesare producerii proteinelor. Împreună, cercetările descriu două mecanisme diferite prin care agenții patogeni exploatează infrastructura moleculară a gazdei.
- Harta EMBL surprinde la scară largă interacțiunile directe dintre proteinele gripei A și proteinele umane în celule infectate intacte.
- Infecția gripală a dus la dizolvarea unor structuri nucleare numite paraspeckles.
- Echipa IISc a observat cum ARN-ul EMCV interacționează cu subunitatea ribozomală 40S și cu ARN-ul de transfer inițiator.
- Studiile au fost publicate în Nature Microbiology, respectiv eLife.
Gripa A remodelează celula din interior
Virusurile nu dispun de întregul aparat molecular necesar pentru a produce proteine și noi particule virale. După infectare, ele trebuie să redirecționeze procesele celulei-gazdă. În cazul gripei A, ARN-ul viral conține instrucțiunile pentru un număr restrâns de proteine, care ajung în diferite zone ale celulei și îi reconfigurează funcțiile.
Cercetătorii de la EMBL Hamburg și Leibniz Research Institute for Molecular Pharmacology au adaptat spectrometria de masă cu reticulare, cunoscută ca XL-MS, astfel încât interacțiunile dintre proteine să poată fi captate în celule infectate intacte. Metodele biochimice care presupun spargerea celulelor pot apropia artificial proteine anterior separate sau pot elimina contacte slabe și temporare.
Datele experimentale au fost apoi integrate într-o versiune modificată a AlphaFold, algoritmul de predicție a structurii proteinelor. Astfel, echipa a putut estima nu doar ce proteine virale și umane intră în contact, ci și cum ar putea fi poziționate în complexele respective.
Metoda oferă o imagine structurală a interacțiunilor virus–gazdă în mediul celular în care acestea se produc, nu doar într-un preparat obținut după distrugerea celulei.
Virusul gripal eliberează proteine din nucleu
Analiza a urmărit hemaglutinina, proteina de suprafață pe care gripa o folosește pentru atașarea de celule și pătrunderea în acestea. Mai multe proteine umane au contribuit la plierea și modificarea corectă a hemaglutininei în rețeaua internă de procesare și transport a celulei. Pentru unele dintre aceste proteine-gazdă, funcțiile erau anterior slab înțelese.
O altă constatare a vizat paraspeckles, compartimente asemănătoare unor picături, aflate în nucleu. În urma infecției cu virusul gripal A, aceste structuri s-au dizolvat și au eliberat proteine care se leagă de ARN. Autorii consideră că virusul ar putea folosi ulterior proteinele pentru a-și susține replicarea.
Gripa sezonieră provoacă anual între trei și cinci milioane de cazuri grave la nivel mondial și este asociată cu până la 650.000 de decese. Virusul gripal A a provocat și pandemii, inclusiv pandemia de gripă spaniolă din 1918. În acest context, identificarea exactă a contactelor moleculare ar putea indica unde pot interveni viitoare vaccinuri sau antivirale, fără ca studiul să echivaleze deja cu existența unui tratament nou.
EMCV imită ARN-ul gazdei pentru a captura ribozomul
Studiul IISc s-a concentrat asupra EMCV, un virus animal transmis de rozătoare, care poate provoca inflamații ale inimii și creierului, probleme de reproducere și tulburări neurologice la mai multe mamifere. ARN-ul său include o regiune structurată numită IRES, prin care este atras ribozomul gazdei, în timp ce traducerea genelor celulare este blocată.
Echipa a izolat din celule imature de sânge de iepure complexul format înaintea producerii proteinelor virale. Acesta includea subunitatea ribozomală 40S, ARN-ul de transfer inițiator și complexul eIF2. Microscopia crio-electronică a arătat că IRES interacționează direct cu subunitatea 40S și cu ARN-ul de transfer inițiator, într-o configurație pe care cercetătorii nu o observaseră anterior la alte virusuri.
ARN-ul viral imită structural o porțiune din ARN-ul ribozomului gazdei și seamănă cu regiunea corespunzătoare din IRES-ul poliovirusului. Această asemănare sugerează că familiile celor două virusuri ar putea împărtăși strategia de capturare a mecanismului de traducere.
Deoarece interfața folosită de IRES nu este utilizată de aparatul celular propriu de producere a proteinelor, ea ar putea permite proiectarea unor inhibitori care să blocheze selectiv traducerea virală.
În practică, aceasta este deocamdată o direcție de cercetare: echipa IISc intenționează să testeze molecule care imită structuri relevante și compuși medicamentoși candidați. Cele două studii arată însă de ce hărțile structurale sunt importante: ele pot separa procesele indispensabile virusului de cele necesare celulei, o condiție esențială pentru identificarea unor ținte antivirale mai selective.
Credeți că cercetarea antivirală ar trebui să prioritizeze mecanismele comune mai multor virusuri sau țintele specifice fiecărui agent patogen?
