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Artículo de método

Identificación de caspasas y sus motivos que escinden proteínas durante la infección por el virus de la influenza A

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DOI:

10.3791/64189

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21 de julio de 2022

En este artículo

Resumen

La infección por el virus de la influenza A (IAV) activa las caspasas que escinden las proteínas del huésped y virales, que, a su vez, tienen funciones pro y antivirales. Mediante el empleo de inhibidores, interferencia de ARN, mutagénesis dirigida al sitio y técnicas de Western blotting y RT-qPCR, se identificaron caspasas en células de mamíferos infectadas que escinden cortactina del huésped e histonas desacetilasas.

Resumen

Las caspasas, una familia de proteasas de cisteína, orquestan la muerte celular programada en respuesta a diversos estímulos, incluidas las infecciones microbianas. Inicialmente descrito como que ocurre por apoptosis, ahora se sabe que la muerte celular programada abarca tres vías interconectadas: piroptosis, apoptosis y necroptosis, acuñadas juntas como un proceso, PANoptosis. La infección por el virus Influence A (IAV) induce PANoptosis en células de mamíferos al inducir la activación de diferentes caspasas, que, a su vez, escinden varias proteínas del huésped y virales, lo que lleva a procesos como la activación de la respuesta antiviral innata del huésped o la degradación de proteínas antagónicas del huésped. En este sentido, se ha descubierto escisión mediada por caspasa 3 de la cortactina del huésped, la histona desacetilasa 4 (HDAC4) y la histona desacetilasa 6 (HDAC6) en células epiteliales animales y humanas en respuesta a la infección por IAV. Para demostrarlo, se emplearon inhibidores, interferencia de ARN y mutagénesis dirigida al sitio y, posteriormente, se midió la escisión o resistencia a la escisión y la recuperación de los polipéptidos cortactina, HDAC4 y HDAC6 mediante western blotting. Estos métodos, junto con RT-qPCR, forman una estrategia simple pero efectiva para identificar el huésped, así como las proteínas virales que experimentan escisión mediada por caspasa durante una infección de IAV u otros virus humanos y animales. En el presente protocolo se elaboran los resultados representativos de esta estrategia, y también se examinan las formas de hacerla más eficaz.

Introducción

El virus de la influenza A (IAV) es el miembro prototípico de la familia Orthomyxoviridae y se sabe que causa epidemias globales y pandemias impredecibles. IAV causa enfermedad respiratoria humana, gripe, comúnmente conocida como "gripe". La gripe es una enfermedad aguda que resulta en la inducción de respuestas inmunes innatas pro y antiinflamatorias del huésped y la muerte de las células epiteliales en el tracto respiratorio humano. Ambos procesos están gobernados por un fenómeno llamado muerte celular programada1. La señalización para la muerte celular programada se induce tan pronto como varios receptores de reconocimiento de patóg....

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Protocolo

Se obtuvieron aprobaciones regulatorias del Comité Institucional de Seguridad Biológica de la Universidad de Otago para trabajar con el IAV y las células de mamíferos. Para el presente estudio se utilizó el riñón canino Madin-Darby (MDCK) o células epiteliales a549 alveolares de pulmón humano y subtipos IAV H1N1. El IAV se cultivó en huevos de gallina, como se describe en otra parte17. Se utilizaron condiciones estériles y asépticas para trabajar con células de mamíferos, y se utilizaron una instalación de Bioseguridad Nivel 2 (o Contención Física 2) y un gabinete de bioseguridad Clase II para trabajar con subtipos de IAV.

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Resultados

Tratamiento con inhibidor de caspasa 3
Se ha descubierto que los polipéptidos cortactina del huésped, HDAC4 y HDAC6 sufren degradación en respuesta a la infección por IAV tanto en células caninas (MDCK) como humanas (A549, NHBE) 7,8,9. Mediante el uso de los enfoques anteriores, se descubrió que las caspasas del huésped inducidas por IAV, particularmente la caspasa 3, causan su degrada.......

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Discusión

Se establece que los virus adaptan los factores y vías del huésped para su beneficio. A su vez, las células huésped se resisten a eso empleando varias estrategias. Una de esas estrategias es la PANoptosis, que las células huésped utilizan como estrategia antiviral contra las infecciones por virus. Sin embargo, virus como IAV han desarrollado sus propias estrategias para contrarrestar la PANoptosis y explotarla en su beneficio 1,3,6.

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Divulgaciones

El autor no tiene conflictos de intereses que revelar.

Agradecimientos

El autor reconoce a Jennifer Tipper, Bilan Li, Jesse vanWestrienen, Kevin Harrod, Da-Yuan Chen, Farjana Ahmed, Sonya Mros, Kenneth Yamada, Richard Webby, BEI Resources (NIAID), el Health Research Council of New Zealand, el Maurice and Phyllis Paykel Trust (Nueva Zelanda), el H.S. and J.C. Anderson Trust (Dunedin), y el Departamento de Microbiología e Inmunología y la Facultad de Ciencias Biomédicas (Universidad de Otago).

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Materiales

Lista de materiales utilizados en este artículo
NombreEmpresaNúmero de catálogoComentarios
Células A549ATCCCRM-CCL-185Humano, epitelial, pulmonar
Cloruro de amonioSigma-AldrichA9434
Inhibidor de caspasa 3Sigma-Aldrich264156-MTambién conocido como 'InSolution Inhibidor de caspasa-3 II - Calbiochem'cOmplete
, Mini Cóctel de inhibidores de proteasaRoche11836153001
Cabra anti-NP anticuerpoRegalo de Richard Webby (St Jude Children' s Research Hospital, Memphis, EE. UU.) a MH
Lipofectamine 2000 Reactivo de transfecciónThermoFisher Scientific31985062
Lipofectamine RNAiMAX Reactivo de transfecciónThermoFisher Scientific13778150
Células MDCK ATCCCCL-34Perro, epitelial, de riñón
MG132Sigma-AldrichM7449
Mínimo esencial Medio (MEM)ThermoFisher Scientific11095080Agregue L-glutamina, antibióticos u otros suplementos según sea necesario
MISSION siRNA Universal Negative Control #1Sigma-AldrichSIC001
Odyssey Fc imager con software Image Studio Lite 5.2 LI-COROdyssey Fc ha sido reemplazado por Odyssey XF y el software Image Studio Lite ha sido reemplazado por el software Empiria Studio.
Kit de ensayo de proteínas BCA PierceThermoFisher Scientific23225
Plásmido que expresa la fusión de cortactina-GFP humana Addgene50728Regalo de Kenneth Yamada a Addgene
interferente pequeño (siRNA) prediseñado para caspasa 3Sigma-AldrichNM_004346siRNA ID: SASI_Hs01_00139105
interferente pequeño prediseñado para caspasa 6Sigma-AldrichNM_001226siRNA ID: SASI_Hs01_00019062
ARN interferente pequeño prediseñado para caspasa 7Sigma-AldrichNM_001227ID de siRNA: SASI_Hs01_00128361
Pares de cebadores SYBR Green RT-qPCR prediseñados ID de pares deKSPQ12012 Sigma-Aldrich: H_CASP3_1; H_CASP6_1; H_CASP7_1
Protran Membrana de nitrocelulosa premiumCytiva (Fomerly GE Healthcare)10600003
Anticuerpo antiactinapara conejo Abcamab8227
Anticuerpo anti-cortactina para conejoCell Signaling3502
Anticuerpo anti-GFP para conejosTakara632592
SeeBlue Estándar de proteínas preteñidas ThermoFisher ScientificLC5625
Medio de transfección, Opti-MEM,ThermoFisher, Scientific
Tris-HCl, NaCl, SDS, desoxicolato de sodio, Triton X-100Merck
, tripsina, Sigma-Aldrich tratado con TPCK,4370285
ARN ARN cebadores , 11668019 ,

Referencias

  1. Place, D. E., Lee, S., Kanneganti, T. -D. PANoptosis in microbial infection. Current Opinion in Microbiology. 59, 42-49 (2021).
  2. Zheng, M., Kanneganti, T. -D. The regulation of the ZBP1-NLRP3 inflammasome and its implications in....

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