Nueva esperanza para el tratamiento del VPH: SRPIN340
SRPIN340 muestra potencial para reducir la producción de proteínas del HPV16 y apoyar la salud celular.
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Los virus del papiloma humano (VPH) son virus que se propagan por contacto sexual. Pueden infectar la piel y las membranas mucosas, que son las capas delgadas de tejido que recubren el cuerpo. Aunque la mayoría de las infecciones por VPH no causan síntomas y se eliminan por el sistema inmunológico, algunos tipos son más peligrosos. En particular, los tipos de VPH 16 y 18 están relacionados con problemas de salud graves como el cáncer en áreas como el cuello uterino, la garganta y la región genital. Estos dos tipos son responsables de alrededor del 70% de los casos de cáncer cervical en todo el mundo.
Para combatir la amenaza que representan estas cepas de VPH de alto riesgo, se han desarrollado vacunas que se ofrecen a los jóvenes antes de que se vuelvan sexualmente activos. Sin embargo, estas vacunas solo previenen infecciones; no tratan las existentes. Esto crea la necesidad de tratamientos antivirales para ayudar a quienes ya están infectados con tipos de VPH de alto riesgo.
El Ciclo de Vida del VPH
El ciclo de vida del VPH está estrechamente relacionado con el tipo de células que infecta, en particular las células de la piel y las membranas mucosas. Involucra interacciones complejas entre el virus y las células huésped. Algunas proteínas tempranas, conocidas como E1 y E2, juegan roles cruciales para permitir que el virus se replique. E1 y E2 se producen primero en las capas más bajas del tejido infectado para iniciar la infección y luego se producen en las capas superiores para ayudar en la producción de nuevas partículas virales antes de que salgan de las células huésped.
La proteína E2 también actúa como un factor de transcripción, que ayuda a controlar cómo se expresan los genes. Otras Proteínas virales como E6 y E7 están involucradas en todo el proceso de infección. Llevan a las células huésped a dividirse más rápido y evitan que mueran. Esta alteración puede llevar al crecimiento anormal de células y potencialmente al cáncer.
A medida que el virus madura, se producen proteínas tardías como L1 y L2. Estas proteínas ayudan a formar la cápsula externa del virus y se producen solo en las capas más externas del epitelio para evitar que el sistema inmunológico detecte el virus.
Cómo los Virus Usan Procesos de las Células Huésped
Los virus como el VPH dependen de la maquinaria de la célula huésped para producir sus proteínas. Un aspecto clave de este proceso es cómo las células empalman su ARN, un paso necesario para hacer ARN mensajero (ARNm) maduro a partir de transcritos de ARN. El proceso de empalme está dirigido por proteínas especiales conocidas como factores de empalme, que determinan cómo se ensamblan los ARN.
Estos factores de empalme son importantes porque pueden aumentar la producción de ciertas variedades de ARNm a partir de un gen. El proceso de empalme está altamente regulado. Un grupo de factores de empalme, conocidos como factores de empalme ricos en serina-arginina (SRSFs), es vital para controlar qué partes del ARN se incluyen o excluyen durante el empalme.
SRPIN340: Un Tratamiento Potencial
SRPIN340 es un compuesto diseñado para inhibir SRPK1, una enzima importante que modifica a los SRSFs. Esta modificación influencia cómo funcionan los SRSFs y dónde están localizados en la célula. SRPIN340 ha demostrado ser prometedor como tratamiento en varias infecciones virales, incluyendo VIH y hepatitis C.
La exploración de los efectos de SRPIN340 en el VPH es crucial debido a su potencial como opción de tratamiento. La investigación analizó cómo este medicamento podría afectar el ciclo de vida del VPH16, que es el tipo más común y peligroso de VPH.
Estudios Experimentales
Los investigadores querían ver si SRPIN340 podía reducir la producción de proteínas del VPH en células infectadas. Usaron un tipo de célula llamada NIKS16, que está diseñada para estudiar el VPH16. Probaron SRPIN340 para ver su impacto en la expresión de proteínas virales esenciales y si afectaba la salud de las células.
Efecto en la Proteína E2
Uno de los principales objetivos era la proteína E2, que es necesaria para que el virus pueda replicarse. Los resultados mostraron que el tratamiento con SRPIN340 disminuyó los niveles de E2. Esto llevó a una menor producción de otras proteínas virales tardías como L1 y E4, lo que indica que SRPIN340 interfirió efectivamente con la capacidad del VPH para producir nuevos virus.
Influencia en la Función de la Célula Huésped
Lo importante es que el tratamiento no afectó significativamente la producción de ARN o proteínas virales tempranas. Aunque el medicamento dañó las etapas tardías del ciclo de vida del virus, dejó los procesos tempranos en gran medida intactos.
Además, los investigadores confirmaron que el tratamiento no perjudicó a las células infectadas ni interrumpió su crecimiento. La salud general de las células se mantuvo estable durante la exposición a corto plazo a SRPIN340, incluso a dosis más altas.
Perfil de Seguridad de SRPIN340
Un aspecto esencial de cualquier terapia potencial es su seguridad. Los investigadores evaluaron cómo SRPIN340 afectó tanto a las células infectadas por el VPH como a las no infectadas. Encontraron que el medicamento no impactó negativamente el crecimiento o la viabilidad celular.
Expresión Génica
Cambios en laAl observar los efectos de SRPIN340 en un nivel más amplio, hubo cambios notables en la expresión génica en las células tratadas en comparación con las no tratadas. El tratamiento causó un aumento en los genes relacionados con la diferenciación de células de la piel y la respuesta inmunitaria. Esto es alentador, ya que sugiere que SRPIN340 podría ayudar a restaurar las funciones celulares normales interrumpidas por la infección por VPH.
Implicaciones para el Tratamiento
Al inhibir SRPK1, SRPIN340 ofrece un enfoque dual contra el VPH: reducir la capacidad del virus para proliferar y promover funciones celulares más saludables. Esto podría ser particularmente importante para individuos infectados con VPH de alto riesgo que no se han vacunado.
En general, los hallazgos sugieren que SRPIN340 podría ser un candidato prometedor para más investigaciones como tratamiento antiviral para el VPH. Su capacidad para dirigirse a procesos de células huésped podría ofrecer una ruta alternativa para controlar las infecciones por VPH de una manera que las vacunas tradicionales no pueden.
Conclusión
En resumen, SRPIN340 muestra potencial como tratamiento para el VPH16 al dirigirse a factores esenciales de la célula huésped involucrados en la replicación viral y la expresión génica. Este enfoque no solo limita la capacidad del virus para prosperar, sino que también parece promover un comportamiento celular más saludable, lo que podría tener implicaciones positivas para los individuos infectados. A medida que los investigadores continúan investigando este compuesto, podría abrir el camino a nuevas terapias para quienes están afectados por los VPH. Más estudios y ensayos clínicos serán vitales para determinar la efectividad y seguridad de SRPIN340 en el tratamiento del VPH y potencialmente otras infecciones virales.
Título: The splicing factor kinase, SR protein kinase 1 (SRPK1) is essential for late events in the human papillomavirus life cycle.
Resumen: Human papillomaviruses (HPV) infect epithelial causing benign lesions. However, the so-called "high risk" HPVs that infect the anogenital regions and the oropharynx can cause precancerous lesions that can progress to malignant tumours. Understanding the HPV life cycle is important to the discovery of novel antiviral therapies. HPV uses cellular splicing for the production of the full suite of viral mRNAs. Members of the serine/arginine rich (SR) protein family can positively regulate splicing. SR protein activity and cellular location is regulated by kinases through phosphorylation of their serine-arginine domains. SR protein kinase 1 (SRPK1) phosphorylates SR proteins to licence their nuclear entry and can promote nuclear splicing in conjunction with another SR protein kinase, Clk1. SRPIN340 is a specific SRPK1 inhibitor that has been reported to inhibit replication of HCV, Sindbis virus and HIV. Using organotypic raft cultures supporting the HPV16 life cycle, we show that SRPIN340 inhibits the expression of the viral replication and transcription factor, E2. Drug-mediated loss of E2 is specifically associated with inhibition of late gene expression since early gene expression is unaffected. RNA sequencing revealed that SRPIN340 treatment resulted in many gene expression changes opposite to those induced by HPV16 infection. In particular, the loss of epithelial barrier structure and immune function was restored. SRPIN340 treatment resulted in changes in alternative splicing of 935 RNAs and pathway analysis showed a predominance of changes to RNAs encoding proteins involved in chromatin conformation, DNA repair and RNA processing. SRPIN340 treatment was not associated with changes in proliferation or differentiation of keratinocytes. Collectively, these results provide evidence that SRPK1 is a host factor that is essential for HPV16 replication and therefore, targeting this factor, or the phosphorylation events it mediates, could be considered as a therapeutic strategy for HPV16 infection. AUTHOR SUMMARYHuman papillomavirus (HPV) can cause precancerous and cancerous tumours of the anogenital region, for example, the cervix. HPV infects epithelial cells and utilizes the host cell gene expression machinery to produce its own proteins. Splicing is a key mechanism used by HPV to synthesise messenger RNAs that encode the viral proteins. Splicing is positively controlled by SR proteins which require to be phosphorylated by SR protein kinase (SRPK) to enter the nucleus and regulate splicing. SRPIN340 is a specific inhibitor of SRPK. SRPIN340 treatment of HPV16-infected epithelial cells resulted in loss of expression of the viral replication and transcription factor, E2 and abrogation of late events in the viral life cycle. SRPIN340 treatment counteracted some gene expression changes to the epithelium known to be cause by HPV infection. These data suggest that SRPK1 is essential for the HPV life cycle and that it could be a potential anti-viral target.
Autores: Sheila Graham, A. A. A. Faizo, C. Bellward, H. Hernandez-Lopez, A. Stevenson, Q. Gu
Última actualización: 2024-11-04 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620581
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.28.620581.full.pdf
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