Els virus modifiquen la cèl·lula infectada perquè aquesta llegeixi millor les seves instruccions genètiques i així maximitzar la producció de nous virus

El Grup de Recerca en Virologia Molecular de la Universitat Pompeu Fabra (UPF) en col·laboració amb el grup d"Epitranscriptoma i dinàmica d'RNA del Centre de Regulació Genòmica (CRG) ha descobert un nou mecanisme mitjançant el qual els virus modifiquen la maquinària cel·lular perquè aquesta llegeixi millor les instruccions en el genoma del virus invasor i així produir altes quantitats de progènie viral. El treball ha estat publicat a Nature Communications i liderat per Juana Díez.

Els gens contenen la informació necessària per a la formació de proteïnes, molècules complexes i essencials per a la vida que es formen a partir d'aminoàcids. La lectura d'aquesta informació es realitza en dues etapes principals, d'una banda, la transcripció, en la qual la informació del gen (ADN) es transfereix a una molècula anomenada ARN missatger (ARNm). L"ARNm consisteix en un "text" format per triplets de nucleòtids (les lletres GCT, CAT, ….). Cada triplet correspon a un aminoàcid. La segona fase és la traducció, en la qual una molècula anomenada ARN de transferència (ARNt) reconeix cada triplet i fa de traductor portant l'aminoàcid corresponent. Mitjançant aquest procés es van construint les proteïnes.

Hi ha 61 codons i 20 aminoàcids, per la qual cosa molts triplets codifiquen per al mateix aminoàcid. Cada organisme utilitza preferentment un d'aquests triplets (triplet òptim) perquè té una concentració major de l"ARNt que reconeix aquest triplet. Per tant, quan el "text" de l"ARNm està enriquit en triplets òptims les proteïnes es generaran de manera ràpida i eficaç mentre que quan estiguin enriquits en triplets no-òptims disminuirà l'eficiència de l'expressió perquè els ARNt afins són poc abundants.

Els virus són molt senzills i per a poder multiplicar-se i expressar les seves proteïnes necessiten segrestar la maquinària cel·lular de l'hoste. Els virus generen el seu propi ARNm en les cèl·lules que infecten, aquestes ho llegeixen i generen les proteïnes virals per a produir més virus. Però els ARNm de molts virus, incloent-hi el SARS-CoV-2 i els virus transmesos per mosquits dengue, zika i chikungunya, estan enriquits en triplets-no òptims i tot i així expressen les proteïnes virals amb una gran eficàcia. "Per a abordar aquest dilema, hem utilitzat el virus chikungunya com a model perquè el seu genoma es multiplica a nivells extremadament alts", expliquen Jennifer Jungfleisch i René Böetcher, coautors del treball.

"Les nostres troballes demostren per primera vegada que els virus modifiquen l"ARNt de l'hoste per a adaptar la maquinària de traducció de l'hoste al text de l"ARNm viral", comenta Marc Talló, també coautor de l'article. "És a dir, que la infecció del virus indueix un canvi de llenguatge en la cèl·lula, perquè aquesta expressi les proteïnes virals de forma molt eficient. Com les proteïnes virals són essencials per a la producció de virus, en últim terme aquest canvi serà responsable de la generació d'altes quantitats de virus a la cèl·lula infectada", afegeix.

"Tot i que l'estudi s'ha centrat en el virus chikungunya la nostra proposta és que la modificació dels ARNt induïts per la infecció viral és un mecanisme general seguit per molts virus", detalla Juana Díez, Catedràtica del Departament de Medicina i Ciències de la Vida de la UPF.

"A més, els nostres resultats proporcionen una base per a considerar la regulació de l"ARNt com un nou i prometedor objectiu terapèutic per al desenvolupament d'antivirals d'ampli espectre que siguin efectius contra múltiples virus", conclou Díez.

L'estudi ha comptat amb la col·laboració del grup de recerca coordinat per Eva María Novoa al CRG i la resta d'autors són Gemma Pérez-Vilaró i Andres Merits (Institute of Technology, University of Tartu).