Els investigadors mostren que els gens SARS-CoV-2 es poden integrar al genoma humà

A VPN is an essential component of IT security, whether you’re just starting a business or are already up and running. Most business interactions and transactions happen online and VPN


Investigadors dels Estats Units han demostrat que gens de la síndrome respiratòria aguda greu coronavirus 2 (SARS-CoV-2), l’agent causant de la malaltia del coronavirus 2019 (COVID-19), es poden integrar al genoma de les cèl·lules humanes infectades.

L’equip diu que l’ARN viral es pot expressar com a transcripcions quimèriques amb seqüències cel·lulars i virals fusionades.

“És important destacar que aquestes transcripcions quimèriques es detecten en teixits derivats de pacients”, escriu l’equip de l’Institut d’Investigacions Biomèdiques de Whitehead a Cambridge, Massachusetts i l’Institut Nacional del Càncer de Frederick, Maryland.

Rudolf Jaenisch i els seus col·legues afirmen que les troballes poden ajudar a explicar per què alguns pacients que s’han recuperat de la infecció per SARS-CoV-2 encara donen positiu al virus mesos després.

Els pacients que segueixen sent positius per l’ARN viral són un problema no resolt

S’han informat de proves positives contínues o recurrents de SARS-CoV-2 per reacció en cadena de la polimerasa (PCR) en pacients setmanes o mesos després de recuperar-se del COVID-19. Tanmateix, no es va aïllar ni eliminar cap virus infecciós d’aquests pacients i la causa de la producció continuada d’ARN viral continua sent desconeguda.

Com altres versions beta coronavirus, SARS-CoV-2 utilitza una ARN polimerasa dependent de l’ARN per replicar el seu ARN genòmic i per transcriure ARN subgenòmics.

Una explicació potencial per a la detecció recurrent d’ARN viral en absència de replicació viral és que les còpies d’ADN d’ARN subgenòmics virals es poden integrar a l’ADN de la cèl·lula hoste mitjançant transcripció inversa.

La transcripció de les còpies d’ADN integrades podria ser responsable de proves de PCR positives molt després d’haver eliminat la infecció inicial ”, escriu Jaenisch i col·legues.

De fet, s’han detectat seqüències de virus d’ARN no retrovirals en el genoma de molts animals. Diverses integracions en aquestes seqüències presenten senyals que són consistents amb la integració de còpies d’ADN dels ARNm virals a la línia germinal mitjançant retrotransposons d’elements nuclears llargs intercalats (LINE).

A més, els virus d’ARN no retrovirals com el virus de la coriomeningitis limfocítica (LCMV) es poden transcriure inversament en còpies d’ADN mitjançant una transcriptasa inversa endògena. Els estudis també han demostrat que les còpies d’ADN de les seqüències virals es poden integrar a l’ADN de les cèl·lules hostes.

“A més, l’expressió de LINE1 endògena i altres retrotransposons a les cèl·lules hostes es regula regularment a la infecció viral, inclosa la infecció per SARS-CoV-2”, afirma Jaenisch i l’equip.

Què van fer els investigadors?

L’equip va utilitzar tres enfocaments diferents per investigar si l’ARN SARS-CoV-2 es pot transcriure inversament i integrar-lo al genoma de les cèl·lules humanes infectades en cultiu. Els tres enfocaments que s’utilitzaven per detectar l’ARN viral eren la seqüenciació de lectura llarga de nanopors, la seqüenciació genòmica sencera de final parellat d’Illumina i la seqüenciació d’enriquiment del lloc d’integració d’ADN basada en l’etiquetatge Tn5.

Com es va informar al Actes de l’Acadèmia Nacional de Ciències, els tres enfocaments van proporcionar evidències que l’ARN SARS-CoV-2 es pot integrar al genoma de la cèl·lula hoste.

Les còpies d’ADN de les seqüències de SARS-CoV-2 eren presents al genoma i es va demostrar que estaven integrades mitjançant un mecanisme de retroposició mediada per LINE1.

L’ARN SARS-CoV-2 es pot transcriure inversament i integrar-se al genoma de la cèl·lula hoste.  (A) Flux de treball experimental.  (B) Seqüència quimèrica d'una lectura de seqüenciació de Nanopore que mostra la integració d'una seqüència d'ARN subgenòmica SARS-CoV-2 NC de longitud completa (magenta) i seqüències genòmiques humanes (blaves) que flanquegen els dos costats de la seqüència viral integrada.  Les funcions indicatives de la “transcripció inversa d’objectiu inicial” mediada per LINE1 inclouen la duplicació del lloc objectiu (ressaltat groc) i la seqüència de reconeixement d’endonucleases LINE1 (subratllada).  Les seqüències que es podrien assignar a ambdós genomes es mostren en color porpra amb desajustos a les seqüències genòmiques humanes en cursiva.  Les fletxes indiquen l'orientació de la seqüència pel que fa als genomes humans i SARS-CoV-2, tal com es mostra a C i D. (C) Alineació del nanopore llegit en B amb el genoma humà (cromosoma X) que mostra el lloc d'integració.  Les seqüències humanes a la regió d’unió mostren el lloc objectiu, que es va duplicar quan es va integrar l’ADNc SARS-CoV-2 (ressaltat groc) i la seqüència de reconeixement d’endonucleases LINE1 (subratllada).  (D) L'alineació del nanopore llegit en B amb el genoma SARS-CoV-2 que mostra l'ADN viral integrat és una còpia de l'ARN subgenòmic NC de longitud completa.  Les regions ressaltades de color blau clar s’amplien per mostrar les seqüències TRS-L (I) i TRS-B (II) (subratllades, aquestes són les seqüències on la polimerasa viral salta per generar l’ARN subgenòmic) i el final de la seqüència viral a la cua poli (A) (III).  Aquestes característiques de la seqüència viral (I-III) mostren que es va retrointegrar una còpia d'ADN de l'ARN subgenòmic NC de longitud completa.  (E) Un parell de lectura quimèric humà-viral de la seqüenciació del genoma sencer final lligat a Illumina.  El parell de lectura es mostra amb alineació amb els genomes humans (blau) i SARS-CoV-2 (magenta).  Les fletxes indiquen les orientacions de lectura relatives al genoma humà i al SARS-CoV-2.  La regió ressaltada (blau clar) del mapatge de lectura humana s’amplia per mostrar la seqüència de reconeixement LINE1 (subratllada).  (F) Distribucions de juntes quimèriques humanes-CoV2 procedents de seqüenciació de Nanopore (esquerra) i Illumina (dreta) pel que fa a trets del genoma humà.

L’ARN SARS-CoV-2 es pot transcriure inversament i integrar-se al genoma de la cèl·lula hoste. (A) Flux de treball experimental. (B) Seqüència quimèrica d’una lectura de seqüenciació de Nanopore que mostra la integració d’una seqüència d’ARN subgenòmica SARS-CoV-2 NC de longitud completa (magenta) i seqüències genòmiques humanes (blaves) que flanquegen els dos costats de la seqüència viral integrada. Les funcions indicatives de la “transcripció inversa d’objectiu inicial” mediada per LINE1 inclouen la duplicació del lloc objectiu (ressaltat groc) i la seqüència de reconeixement d’endonucleases LINE1 (subratllada). Les seqüències que es podrien assignar a ambdós genomes es mostren en color porpra amb desajustos a les seqüències genòmiques humanes en cursiva. Les fletxes indiquen l’orientació de la seqüència pel que fa als genomes humans i SARS-CoV-2, tal com es mostra a C i D. (C) Alineació del nanopore llegit en B amb el genoma humà (cromosoma X) que mostra el lloc d’integració. Les seqüències humanes a la regió d’unió mostren el lloc objectiu, que es va duplicar quan es va integrar l’ADNc SARS-CoV-2 (ressaltat groc) i la seqüència de reconeixement d’endonucleases LINE1 (subratllada). (D) L’alineació del nanopore llegit en B amb el genoma SARS-CoV-2 que mostra l’ADN viral integrat és una còpia de l’ARN subgenòmic NC de longitud completa. Les regions ressaltades de color blau clar s’amplien per mostrar les seqüències TRS-L (I) i TRS-B (II) (subratllades, aquestes són les seqüències on la polimerasa viral salta per generar l’ARN subgenòmic) i el final de la seqüència viral a la cua poli (A) (III). Aquestes característiques de la seqüència viral (I-III) mostren que es va retrointegrar una còpia d’ADN de l’ARN subgenòmic NC de longitud completa. (E) Un parell de lectura quimèric humà-viral de la seqüenciació de genoma sencer final Illumina. El parell de lectura es mostra amb alineació amb els genomes humans (blau) i SARS-CoV-2 (magenta). Les fletxes indiquen les orientacions de lectura relatives al genoma humà i al SARS-CoV-2. La regió ressaltada (blau clar) del mapatge de lectura humana s’amplia per mostrar la seqüència de reconeixement LINE1 (subratllada). (F) Distribucions de juntes quimèriques humanes-CoV2 procedents de seqüenciació de Nanopore (esquerra) i Illumina (dreta) pel que fa a trets del genoma humà.

En algunes mostres de teixit preses de pacients, l’equip també va trobar proves que suggereixen que una gran proporció de les seqüències virals es van transcriure a partir de còpies d’ADN integrades de seqüències virals, generant transcripcions quimèriques viral-host.

Aquestes i altres dades són consistents amb un mecanisme d’integració de la transcripció inversa i la retroposició basada en l’objectiu i suggereixen que la transcriptasa inversa LINE1 endògena pot estar implicada en la transcripció inversa i la integració de les seqüències de SARS-CoV-2 en els genomes de les cèl·lules infectades “, escriu l’equip .

No obstant això, aproximadament el 30% dels integrants virals no tenien un lloc de reconeixement d’endonucleasa LINE1 proper que es pogués reconèixer, cosa que indica que la integració també es podria produir mitjançant un altre mecanisme.

Quines són les implicacions de les troballes?

Jaenisch i els seus col·legues afirmen que les troballes plantegen diverses preguntes que requereixen una investigació posterior.

Per exemple, els investigadors es pregunten si les seqüències integrades de SARS-CoV-2 expressen antígens vírics en pacients i si aquestes poden influir en el curs clínic de la malaltia.

Si una cèl·lula amb una seqüència SARS-CoV-2 integrada i expressada sobreviu i presenta un viral o neoantigen després de netejar la infecció, això pot generar una estimulació contínua de la immunitat sense produir virus infecciós i pot provocar una resposta protectora o afeccions com l’autoimmunitat. com s’ha observat en alguns pacients ”, escriuen.

Més generalment, la integració de l’ADN viral a les cèl·lules somàtiques pot representar una conseqüència d’una infecció natural que podria tenir un paper en els efectes d’altres virus d’ARN causants de malalties comuns com el dengue i el virus de la grip, segons l’equip.

Els resultats també poden ser rellevants per a assajos clínics de teràpies antivirals.

Si la integració i l’expressió de l’ARN viral són força habituals, confieu en proves de PCR extremadament sensibles per determinar l’efecte dels tractaments sobre la replicació viral i càrrega viral pot ser que no sempre reflecteixi la capacitat del tractament per suprimir completament la replicació viral, ja que els assajos per PCR poden detectar transcripcions virals que deriven de seqüències d’ADN viral que s’han integrat de manera estable al genoma en lloc de virus infecciós ”, diu Jaenisch i col·legues.

Font:

Referència del diari:



Source link

TheHealthReporter

TheHealthReporter

Recent Posts

Enhance your Cisco HIMSS24 experience
The Cisco Customer Experience Healthcare Practice helps customers leverage the use of Cisco technology...
Read More
HIMSS 2024 Find out before you go
The future of healthcare is coming into focus! Now more than ever, we believe that technology is a critical...
Read More
How GLP-1 Drug Success Is Transforming Healthcare Revenue: Is Your Organization Ready?
The huge revenue opportunity arising from the recent success of GLP-1 drugs is not just for pharmaceutical...
Read More

Related Posts