Análisis bioinformático de las interacciones entre el virus de la viruela del simio y la célula huésped

Aunque la infección por el virus de la viruela del simio se encontró predominantemente en África occidental y central, desde mayo de 2022, este virus de ADN de doble cadena se ha informado en muchos países fuera de África. Similar al virus de la viruela, el virus de la viruela símica también pertenece a la familia de los ortopoxvirus y es menos grave. La Organización Mundial de la Salud declaró recientemente el brote global de viruela del simio como una emergencia de salud pública de interés internacional.

Estudio: Un enfoque bioinformático para analizar sistemáticamente los patrones moleculares de las interacciones entre el virus de la viruela del simio y la célula huésped.  Haber de imagen: Yeti punteado/Shutterstock Estudiar: Un enfoque bioinformático para analizar sistemáticamente los patrones moleculares de las interacciones entre el virus de la viruela del simio y la célula huésped. Haber de imagen: Yeti punteado/Shutterstock

Fondo

Por lo general, los síntomas de la viruela del simio duran alrededor de 2 a 4 semanas, con una baja tasa de mortalidad del 3,6 % en África occidental y del 10,6 % en la cuenca del Congo. El periodo de incubación de este virus es de entre 5 y 21 días, por lo que no es infeccioso. Los pacientes infectados con viruela del mono experimentan dolores de cabeza, fatiga, fiebre, dolor muscular y linfadenopatía. Dentro de los tres días posteriores a la infección, aparecen erupciones en diferentes partes del cuerpo, como la cara, las manos, las piernas, la mucosa oral, las conjuntivas, los genitales y la córnea.

Dos rutas principales para la transmisión de enfermedades son la transmisión de animal a humano y la transmisión de humano a humano. Estudios recientes relacionados con brotes de viruela símica han informado transmisión a través de HSH (hombres que tienen sexo con hombres).

La mayoría de los datos disponibles basados ​​en la infección por viruela del simio son informes de casos. Hay muy pocos estudios disponibles sobre las interacciones entre el virus y el huésped. Es esencial comprender los mecanismos subyacentes asociados con las interacciones de la viruela del simio con los humanos para causar una infección grave. Esta información podría ayudar a desarrollar tratamientos efectivos para curar y prevenir la infección por viruela del simio.

Un estudio reciente publicado en el bioRxiv* El servidor de preimpresión informó sobre la interacción entre la viruela del simio y las células humanas. Las secuencias moleculares se examinaron para identificar genes expresados ​​diferencialmente (DEG) y su vía de señal asociada, regulación de la expresión y vías metabólicas. Estos hallazgos podrían ayudar a determinar un objetivo efectivo para el futuro tratamiento de la viruela del simio.

Acerca del estudio

Para evaluar el impacto de la infección por viruela del simio en las células humanas a nivel de transcripción, se obtuvieron conjuntos de datos de secuenciación molecular, a saber, GSE36854 y GSE11234, de la base de datos Gene Expression Omnibus (GEO). El conjunto de datos GSE36854 contenía ocho muestras de la cepa IHD-W del virus Vaccinia, la cepa Brighton Red del virus Vaccinia, células Hela infectadas con MSF de la cepa del virus Monkeypox y un control en blanco.

El conjunto de datos GSE11234 se basó en GPL6763, que comprendía muchos tipos de poxvirus e información de plantilla del genoma humano. Las muestras de células Hela infectadas con viruela del simio se analizaron para observar cambios genómicos. Las secuencias moleculares se procesaron y visualizaron para identificar genes expresados ​​significativamente de forma única.

Hallazgos del estudio

Se encontraron un total de 84 DEG, excepto genes de histonas, que se utilizaron para estudios posteriores. Las interacciones virales dependen en gran medida de los primeros genes para infectar las células huésped, asegurando su supervivencia, replicación y transmisión. Estos genes también están asociados con la regulación de la inmunidad del huésped. Por lo tanto, se analizó el estado de expresión génica del virus de la viruela del simio y se detectaron 26 genes tempranos sospechosos, que codificaban la proteína repetida de anquirina.

Al comparar los datos de secuenciación de muchas muestras de viruela del simio de la epidemia de 2022 y el gen D1L documentado en 2018 en el Reino Unido, se observaron varias mutaciones en el sitio. Estas mutaciones podrían ser responsables de una mejor adaptación en el huésped humano y una mejor transmisión de persona a persona.

Los cambios en el cuerpo interno debido a la estimulación externa podrían estudiarse analizando las vías de señal. Se observó que los DEG de las células Hela infectadas con viruela del simio se asociaron con vías de señalización de KEGG, como la vía de señalización de TNF, la vía de señalización de IL-17, la vía de señalización de NF-kappa B, la interacción entre citoquina y receptor de citoquina, la vía de señalización del receptor de lectina tipo C , infección por herpesvirus asociada al sarcoma de Kaposi, diferenciación de células Th17, vía de señalización del receptor similar a NOD, cáncer de pulmón de células pequeñas e infección por el virus de la leucemia de células T humanas. Este hallazgo indica que la infección por viruela símica desencadena respuestas inmunitarias y produce una respuesta inflamatoria.

Se realizó un análisis de enfermedades genéticas (GD) para predecir la relación entre los DEG de la viruela del simio y diferentes enfermedades. Este análisis reveló la asociación de la infección por viruela del simio con cirrosis hepática, lesión por reperfusión, neoplasias mamarias, inflamación, enfermedad hipertensiva, artritis juvenil e isquemia cerebral. Los hallazgos de este estudio fueron consistentes con informes previos que revelaron complicaciones y secuelas de la viruela del simio. Además, el estudio actual también observó un vínculo entre la infección por viruela del simio y la manifestación de esquizofrenia y depresión mental.

No se ha informado sobre el papel de la prostaglandina-endoperóxido sintasa 2 (PTGS2), también conocida como ciclooxigenasa 2 (COX-2), con respecto a la infección por viruela del simio. Sin embargo, en base a la evidencia disponible relacionada con otras enfermedades, se asumió que el virus de la viruela símica regula el proceso patológico al controlar el PTGS2.

Se extrajeron los genes hub, como IFIT1, IFIT2, IER3, ZC3H12A, IL11, EREG, IER2, FST, NFKBIE y AREG, de células HELA infectadas con viruela del simio. Por lo general, los genes centrales están asociados con varios procesos biológicos. Los autores identificaron los factores de transcripción clave que regulan los genes centrales, es decir, IRF1, GLIS2, SIN3A, FOXJ2, Smad5, ZFX y ATF1, y miARN (p. ej., hsa-mir -21-3p, hsa-mir-16-5p, hsa-mir -520c-3p, hsa-mir -1343-3p, hsa-mir-335-5p y hsa-mir -203-3p).

Conclusiones

El estudio actual reveló que el virus de la viruela símica inhibe dos genes antivirales, a saber, IFIT1 e IFIT2. Además, el análisis bioinformático a través de la base de datos CellMiner indicó que AP-26113 (Brigatinib) e itraconazol son prometedores para el tratamiento de la infección por viruela del simio.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica o el comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.

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