En un artículo reciente publicado en Genética naturalLos investigadores han demostrado que los complejos de remodelación de cromatina SWItch/sacarosa de mamíferos (mSWI/SNF) representan una clase potencial de objetivo terapéutico del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) del síndrome respiratorio agudo severo de amplio espectro dirigido por el huésped.
encuesta: La interrupción farmacológica de la actividad del complejo mSWI/SNF limita la infección por SARS-CoV-2. Crédito de la imagen: Kateryna Kon/Shutterstock
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La cromatina es una red de ácido desoxirribonucleico (ADN) y proteína(s) que se organiza en cromosomas. El gen regulador dependiente de actina asociado a la matriz relacionado con SWI/SNF de los miembros 4 y 2 de la subfamilia A de la cromatina (SMARCA4/2) instruye la creación de subunidades de un grupo de complejos de la familia SWI/SNF que regulan la remodelación de la cromatina.
Otro nombre para el gen SMARCA4 es gen 1 relacionado con Brahma (BRG1) y el gen SMARCA2 es Brahma (BRM). Mientras que la primera es una adenosina trifosfato-asa (ATPasa) remodeladora de la cromatina altamente mutada en el cáncer, la última es una proteína supresora de tumores.
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En el contexto de la aparición continua de nuevas variantes del SARS-CoV-2 con el potencial de evadir la inmunidad, existe una necesidad urgente de nuevas estrategias antivirales profilácticas y terapéuticas contra los coronavirus (CoV) actuales y emergentes. Sin embargo, esto requiere una comprensión profunda de las interacciones virus-huésped a nivel molecular y celular.
Entre los medicamentos de acción directa actualmente aprobados para la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), paxlovid se dirige a la proteasa central del SARS-CoV-2, mientras que remdesivir y molnupiravir se dirigen a sus polimerasas. A medida que el SARS-CoV-2 desarrolla resistencia a estos medicamentos, se necesitan nuevas clases de medicamentos con mayor eficacia y actividad antiviral más amplia.
En este sentido, la terapia dirigida al huésped es una opción atractiva y viable. Dichos medicamentos son potencialmente más resistentes a los medicamentos, tienen una actividad mucho más amplia en todos los CoV y presentan una mayor probabilidad de sinergia con otros medicamentos de acción directa contra el SARS-CoV-2.
Siete CoV, incluidos SARS, SARS-CoV1, SARS-CoV-2 y HCoV-NL63, utilizan la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) del huésped como receptor para unir su glicoproteína de pico (S), un proceso en el que varias proteasas, por ejemplo, la proteasa transmembrana serina 2 (TMPRSS2) media el procesamiento proteolítico. Luego, el virus ingresa a la célula huésped y libera su ácido ribonucleico (ARN) en el citoplasma para establecer la infección al ensamblar complejos de transcripción para una mayor replicación.
Repeticiones palindrómicas cortas agrupadas regularmente interespaciadas (CRISPR): la tecnología de proteína 9 asociada a CRISPR (Cas9) ha ayudado a los científicos a identificar las subunidades del gen huésped esenciales para la infección por CoV altamente patógena.
Una de esas subunidades son los complejos mSWI/SNF o BRG1-associated factor (BAF), que han permanecido altamente conservados en eucariotas. Forman tres subcomplejos, BAF canónico (cBAF), BAF no canónico (ncBAF) y BAF ligado a polibromo (PBAF). Todos tienen composiciones de subunidades únicas, funciones de unión a nucleosomas, interacciones y propiedades de localización genómica.
Más del 20% de los cánceres humanos portan mutaciones en los complejos mSWI/SNF. Por lo tanto, muchos fármacos que inhiben los complejos de la familia mSWI/SNF se están evaluando en ensayos clínicos para muchas indicaciones relacionadas con el cáncer. Sin embargo, hay escasez de datos sobre cómo los complejos mSWI/SNF median la infección por SARS-CoV-2.
Acerca de la investigación
En el estudio actual, los investigadores utilizaron líneas celulares de tres tipos principales de células humanas, HEK 293T, Vero E6 y Huh7.5, para mostrar cómo intervienen los complejos mSWI/SNF funcionales durante la infección por SARS-CoV-2. Utilizaron pantallas CRISPR-Cas9 en células Vero E6 para descubrir cuál de los tres complejos mSWI/SNF, PBAF, cBAF y ncBAF, regula la infección por SARS-CoV-2. Luego, el equipo desafió estas células con clones infecciosos de SARS-CoV-2 que expresaban mNeonGreen, un indicador fluorescente, para cuantificar las células infectadas mediante microscopía.
Resultados
Los hallazgos del estudio revelaron que la acción catalítica del complejo mSWI/SNF es esencial para aumentar la accesibilidad del ADN en el locus ACE2 y promover la susceptibilidad al SARS-CoV-2. Específicamente, el factor de transcripción factor nuclear de hepatocitos 1α (HNF1α) se une y dirige los complejos cBAF al locus ACE2. Debido a que este mecanismo permanece conservado en todos los tipos de células humanas analizados, se ha convertido en un objetivo terapéutico para fármacos que degradan o inhiben las subunidades SMARCA4/2 de los complejos mSWI/SNF.
Aunque la expresión del gen ACE2 es un factor determinante de la patogénesis del SARS-CoV-2, su regulación dinámica a nivel molecular no se comprende completamente, especialmente el efecto de la ablación transitoria de ACE2 en animales adultos. La pantalla utilizada en este estudio ayudó a los investigadores a identificar a SMARCA4 como el segundo mejor después de ACE2 en las células A549 y Huh7.5. Las otras dos pantallas que usaban solo células Huh7.5 no detectaron ACE2 como un éxito estadísticamente significativo. Por ejemplo, ACE2 ocupó el puesto 171 de 19 364 genes en una pantalla realizada a 33 °C con células Huh7.5.
Conclusiones
Los autores abogan por estudios bioquímicos y estructurales más detallados para determinar la naturaleza de las interacciones del complejo factor de transcripción HNF1A/B-BAF, ya que muestran diferencias funcionales significativas entre ratones y humanos.
Más importante aún, demostraron las ventajas potenciales de la orientación transitoria a los complejos mSWI/SNF y la viabilidad de este enfoque. Por ejemplo, los inhibidores de SMARCA4 pueden inhibir varios virus usando ACE2, por ejemplo, SARS-CoV-2. Además, los autores esperan que los fármacos inmunomoduladores dirigidos al huésped antagonicen sinérgicamente los CoV, incluidos los sarbecovirus y las cepas de CoV resistentes a remdesivir.
Sin embargo, los antagonistas de fármacos de molécula pequeña de la actividad mSWI/SNF ATPasa mediada por SMARCA4 pueden ayudar a combatir la mayoría de los CoV con potencial pandémico.
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