Análise morfológica do ciclo de multiplicação do Chikungunya vírus e avaliação do potencial antiviral do inibidor de MEK/ERK Trametinibe (Mekinist)
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Universidade Federal de Minas Gerais
Descrição
Tipo
Tese de doutorado
Título alternativo
Morphological analysis of the Chikungunya virus multiplication cycle and evaluation of the antiviral activity of the MEK/ERK inhibitor Trametinib (Mekinist)
Primeiro orientador
Membros da banca
Jordana Grazziela alves Coelho dos Reis
Edel Figueiredo Barbosa Stancioli
José Carlos de Magalhães
Jaquelline Germano de Oliveira
Edel Figueiredo Barbosa Stancioli
José Carlos de Magalhães
Jaquelline Germano de Oliveira
Resumo
O chikungunya vírus (CHIKV) é um vírus envelopado com genoma RNA senso
positivo, transmitido entre vertebrados e artrópodes, como Aedes aegypti e Aedes
albopictus, contendo três genótipos.O CHIKV penetra nas células por meio de
endocitose dependente de clatrina, desnudando o capsídeo e o genoma e
imediatamente induzindo a tradução das proteínas não estruturais que formam o
complexo de replicação chamados de esférulas. Ao longo da infecção a célula
infectada monta vacúolos citopáticos, e na etapa final é liberado via brotamento,
adquirindo seu envelope por meio da membrana plasmática. Existem muitas lacunas
a serem exploradas no ciclo de multiplicação do CHIKV, as quais podem ajudar a
esclarecer eventos da biologia do vírus e ajudar no desenvolvimento de novas
terapias antivirais. Não existem medicamentos e nem vacinas específicas para o
CHIKV, existindo a constante necessidade do desenvolvimento de alternativas para
o tratamento da doença. Neste trabalho, foram utilizados ensaios biológicos, com
modelos animais, de caracterização por microscopias eletrônica, de varredura, de
imunofluorescência e confocal. Demonstrou-se que o tratamento com Trametinibe na
concentração de 40 μM reduziu em ~3-log o título viral, além de reduzir a produção
de partículas virais totais analisadas por microscopia eletrônica de transmissão
(MET). Porém, in vivo, não foi possível estabelecer o modelo de infecção
imunocompetente e em testes com camundongos A129 o Trametinibe não protegeu
os animais da letalidade do CHIKV. Na caracterização do ciclo de multiplicação do
CHIKV, evidências microscópicas foram sistematizadas nas referentes etapas e
puderam ser comprovados mecanismos clássicos como: penetração via endocitose
mediada por clatrina, produção do complexo de replicação (esférulas), produção de
vacúolos citopáticos e liberação via brotamento. Além dos achados clássicos,
evidências também apontaram novos mecanismos envolvidos no ciclo de
multiplicação do CHIKV. Foi descrita a penetração via macropinocitose e a formação
do macropinossomo induzidos por uma ou múltiplas partidas; observaram-se
partículas envelopando por meio de membranas intracelulares sem realizar o
brotamento via membrana plasmática; e foram descritas as liberações via exocitose
e protrusão da membrana plasmática, esta última sendo sugestiva de cauda de
actina. Esses achados contribuem no entendimento de algumas lacunas relacionadas
ao ciclo do CHIKV, ajudando na melhor compreensão das interações vírushospedeiro e podendo também ajudar na busca por novos alvos antivirais.
Abstract
The chikungunya virus (CHIKV) is an enveloped virus with an RNA positive
strand genome, transmitted between sperm vertebrates and arthropod vectors such
as Aedes aegypti and Aedes albopictus, comprising three genotypes. CHIKV enters
cells through clathrin-dependent endocytosis, denuding the capsid and genome and
immediately leading to the translation of the non-structural proteins that form the
replication complex termed spherules. Throughout the infection it mounts cytopathic
vacuoles, and in the final stage it is released via budding, acquiring the envelope
through the plasma membrane. There are many gaps to be explored in the CHIKV life
cycle, which can help to clarify events in the biology of the virus and support the
development of new antiviral therapies. There are no specific drugs or vaccines for
CHIKV, and there is a constant demand for the development of alternatives for the
treatment of the disease. In this work, we used biological tests, animal models,
characterization by electron, scanning, immunofluorescence and confocal
microscopy. It was shown that treatment with Trametinib at a concentration of 40 μM
reduced the viral titer by ~ 3-log, in addition to reducing the production of total viral
particles analyzed by transmission electron microscopy (MET). However, in vivo, it
was not possible to establish the immunocompetent infection model and in tests with
A129 mice Trametinib unprotected animals of CHIKV lethality. In the characterization
of the CHIKV life cycle, microscopic evidence was systematized in the references and
classic components such as: penetration via clathrin-mediated endocytosis,
production of the replication complex (spherules), production of cytopathic vacuoles
and via budding can be verified. Interestingly, in addition to the classic findings,
evidence also pointed to novel processes involved in the CHIKV multiplication cycle.
We described penetration via macropinocytosis and macropinosis formation induced
by single or multiple particles; particles enveloping through intracellular membranes
without performing budding via plasma membrane; and we showed release via
exocytosis and by protrusions of the plasma membrane, in which is suggestive of actin
tail. These findings contribute to the understanding of some obscurities related to the
CHIKV life cycle, helping the better comprehension of virus-host interactions and may
also help in the search for novel antiviral targets.
Assunto
Microbiologia, Vírus Chikungunya, Aedes, Antivirais, Interações entre hospedeiro e microorganismos
Palavras-chave
Chikungunya vírus, MEK/ERK, Antivirais