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O Papel da PRMT1 no Ciclo de Vida do HPV

Investigando como o PRMT1 influencia o HPV e suas potenciais implicações no câncer.

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Os papilomavírus humanos, também conhecidos como HPVs, são vírus minúsculos que podem infectar a pele e as membranas mucosas dos humanos. Esses vírus são bem comuns e são principalmente transmitidos por contato sexual. Alguns tipos de HPVs podem causar problemas de saúde, representando cerca de 5% de todos os cânceres no mundo. O câncer cervical é um dos mais notáveis associados ao HPV, com quase 250 mil casos relatados a cada ano. Outros cânceres relacionados ao HPV incluem os cânceres de ânus, vagina, vulva e garganta.

Como os HPVs Funcionam

Os HPVs precisam das células hospedeiras em nossos corpos para se reproduzir. Quando o HPV infecta células da pele ou mucosas, ele faz com que essas células cresçam mais do que o normal e impede que elas amadureçam corretamente. Esse crescimento anormal pode, às vezes, levar ao câncer com o tempo.

O ciclo de vida do HPV pode ser entendido em três etapas chave. Primeiro, depois que o vírus entra nas células basocelulares da pele, ele começa a expressar certos genes virais que ajudam a se fixar e se replicar. Segundo, o vírus precisa permanecer nessas células que estão se dividindo ativamente por mais tempo para persistir. Proteínas chave produzidas pelo vírus ajudam a manter sua presença dentro dessas células. Por último, à medida que as células da pele começam a se diferenciar, o vírus muda para uma fase onde pode produzir novas partículas virais para infectar mais células.

O Papel da PRMT1 no Ciclo de Vida do HPV

Ao estudar as interações entre o HPV e as células humanas, os pesquisadores focaram em uma proteína específica chamada PRMT1. A PRMT1 desempenha um papel importante em vários processos celulares, incluindo a forma como as células respondem à infecção pelo HPV. Quando o HPV infecta as células, tende a aumentar os níveis de PRMT1, sugerindo que essa proteína pode ajudar o vírus a se estabelecer e manter sua presença nas células hospedeiras.

Estudando PRMT1 e HPV

Os pesquisadores desenvolveram técnicas para estudar como a PRMT1 interage com o HPV. Eles descobriram que, quando a PRMT1 é inibida ou reduzida, isso afeta negativamente os níveis estáveis de várias moléculas importantes de RNA viral. Isso significa que, sem uma atividade suficiente da PRMT1, o vírus tem dificuldade em manter os componentes necessários para a infecção contínua.

Por meio de vários experimentos, foi mostrado que inibir a PRMT1 resulta em mudanças na expressão de mRNAs virais específicos. A presença da PRMT1 é crucial para o processamento e estabilidade adequados desses produtos de RNA viral.

Os Resultados

Os cientistas descobriram que, quando o HPV infecta células hospedeiras, ele aumenta os níveis de PRMT1 em cada etapa do ciclo de vida viral. Esse aumento na PRMT1 não é apenas uma ocorrência aleatória; parece ser um movimento estratégico do vírus para garantir sua sobrevivência e replicação.

Além disso, quando os pesquisadores trataram células infectadas com inibidores da PRMT1, notaram uma redução significativa nos níveis de transcritos virais específicos. Isso sugere que o HPV depende da PRMT1 para a produção ideal do seu RNA. Quando a PRMT1 foi bloqueada, o processo normal de emenda do RNA viral foi interrompido.

O Papel da Emenda

A emenda é um processo que envolve editar o RNA produzido a partir do DNA para criar proteínas funcionais. Para o HPV, a emenda é crucial porque o vírus precisa de uma variedade de proteínas para diferentes estágios de sua vida. O genoma do HPV é pequeno, e a forma como ele codifica suas proteínas é complexa. A PRMT1 parece ajudar a garantir que a emenda do RNA do HPV ocorra corretamente.

Em tratamentos que inibiram a PRMT1, os pesquisadores descobriram que íntrons (regiões não codificantes) foram retidos no RNA em vez de serem removidos. Essa emenda incorreta leva à produção de RNA viral inutilizável, o que pode diminuir a capacidade do vírus de prosperar.

Decaimento Mediado por Nonsense e Sua Importância

Um mecanismo adicional em jogo é chamado de decaimento mediado por nonsense (NMD). Esse é um processo celular que identifica mRNA defeituoso e o direciona para destruição. Quando a emenda não é feita corretamente, o NMD pode atacar esses transcritos defeituosos. Os pesquisadores descobriram que, quando a PRMT1 foi inibida, alguns transcritos virais eram mais propensos a serem degradados pelo NMD.

Isso destaca quão integral a PRMT1 é não apenas para a emenda do RNA viral, mas também para promover a estabilidade desses transcritos. Quando a PRMT1 é inibida, o RNA do HPV perde estabilidade e é mais propenso a ser destruído, o que prejudica a capacidade do vírus de replicar efetivamente.

Implicações para o Câncer e Tratamento

As implicações desses achados são significativas, especialmente para entender como os HPVs contribuem para o desenvolvimento do câncer. Como a PRMT1 desempenha um papel tão crucial no ciclo de vida do HPV, explorar maneiras de inibir essa proteína efetivamente pode levar a novas estratégias terapêuticas contra cânceres relacionados ao HPV.

Ao direcionar a PRMT1, pode ser possível interromper o ciclo de vida viral e tornar o vírus menos capaz de causar infecção ou promover o crescimento tumoral. Entender esses mecanismos oferece esperança para desenvolver melhores tratamentos e medidas preventivas contra doenças relacionadas ao HPV.

Conclusão

Em resumo, os HPVs são uma preocupação significativa de saúde pública devido à sua associação com vários cânceres. A interação entre o HPV e as proteínas das células hospedeiras, particularmente a PRMT1, é vital para entender como o vírus opera dentro do corpo humano. Os pesquisadores estão descobrindo como a PRMT1 facilita a replicação viral e a estabilidade através de processos como emenda de mRNA e NMD.

A pesquisa contínua nessa área será essencial para combater o HPV efetivamente, abrindo caminho para possíveis tratamentos que possam limitar o impacto desse vírus na saúde humana. Explorar a relação intrincada entre vírus e mecanismos celulares hospedeiros é importante não apenas para o HPV, mas também para outros vírus que evoluíram para escapar das respostas imunes de seus hospedeiros.

Fonte original

Título: PRMT1 Modulates Alternative Splicing to Enhance HPV18 mRNA Stability and Promote the Establishment of Infection

Resumo: Only persistent HPV infections lead to the development of cancer. Thus, understanding the virus-host interplay that influences the establishment of viral infection has important implications for HPV biology and human cancers. The ability of papillomaviruses to establish in cells requires the strict temporal regulation of viral gene expression in sync with cellular differentiation. This control primarily happens at the level of RNA splicing and polyadenylation. However, the details of how this spatio-temporal regulation is achieved still need to be fully understood. Until recently, it has been challenging to study the early events of the HPV lifecycle following infection. We used a single-cell genomics approach to identify cellular factors involved in viral infection and establishment. We identify protein arginine N-methyltransferase 1 (PRMT1) as an important factor in viral infection of primary human cervical cells. PRMT1 is the main cellular enzyme responsible for asymmetric dimethylation of cellular proteins. PRMT1 is an enzyme responsible for catalyzing the methylation of arginine residues on various proteins, which influences processes such as RNA processing, transcriptional regulation, and signal transduction. In this study, we show that HPV18 infection leads to increased PRMT1 levels across the viral lifecycle. PRMT1 is critical for the establishment of a persistent infection in primary cells. Mechanistically, PRMT1 inhibition leads to a highly dysregulated viral splicing pattern. Specifically, reduced PRMT1 activity leads to intron retention and a change in the E6 and E7 expression ratio. In the absence of PRMT1, viral transcripts are destabilized and subject to degradation via the nonsense-mediated decay (NMD) pathway. These findings highlight PRMT1 as a critical regulator of the HPV18 lifecycle, particularly in RNA processing, and position it as a potential therapeutic target for persistent HPV18 infections.

Autores: David E.J. Williams, Kelly King, Robert Jackson, Franziska Kuehner, Christina Arnoldy, Jaclyn N. Marroquin, Isabelle Tobey, Amy Banka, Sofia Ragonese, Koenraad Van Doorslaer

Última atualização: 2024-09-28 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.26.614592

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.09.26.614592.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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