ACCIONES ANTIVIRALES POLIFACÉTICAS DE LAS CITIDINA-DESAMINASAS APOBEC3 – Parte II

Estrategias retrovirales para eludir la hipermutación

Para caracterizar completamente las acciones de las enzimas A3, es necesario considerar como el VIH-1 contribuye específicamente en la acción retroviral de A3G. El factor de infectividad viral, Vif, juega un papel relevante. Vif es requerido para la replicación del HIV-1 en todas las dianas celulares biológicamente relevantes in vivo, denominadas células no permisivas. Sorprendentemente, algunas líneas celulares adaptadas en el laboratorio, denominadas células permisivas, apoyan fácilmente el crecimiento del VIH en ausencia de Vif. Cuando los viriones HIV-1∆Vif producen heterocariontes formados entre células permisivas y no permisivas  y son analizados, se demuestra que la progenie viral no es infecciosa. Las células no permisivas por lo tanto producen un factor antiviral que es de alguna manera eliminado por Vif. Se ha demostrado que A3G es un factor antiretroviral frente a Vif, y en células permisivas la expresión de A3G es suficiente para hacer que las células sean no permisivas.

Una curiosa característica de Vif es que debe ser expresada en células productoras de VIH-1, pero los efectos “pro-infectivos” no se manifiestan hasta que las siguientes células dianas son infectadas por el virus. Tanto las células transfectadas con A3G y endógenas son incorporadas dentro de viriones nacientes que carecen de Vif: HIV-1∆Vif proporcionan pistas importantes. Además, los lentivirus de primates han evolucionado en estrategias de evasión utilizando Vif para prevenir la incorporación de proteínas A3 dentro de los viriones. Si A3 no puede introducirse en nuevos viriones, no puede actuar en las células que van a ser infectadas. Para proteger frente a A3G, Vif utiliza múltiples regiones de interacción de proteínas para organizar la degradación de A3G. El motivo SLQ (Y/F) LA de Vif, que se asemeja a una secuencia conservada en la caja BC de los supresores de citoquinas de las proteínas de señalización, mediar la unión para la elongina C. Finalmente, un gran número de motivos  H-X5-C-X _17-18 C-X _3-5 -Hconservados corriente arriba de la caja BC interactúan con cullin5. Los virus usan estos dominios clave para reclutar el complejo ubiquitina ligasa (E3) que contiene elongina C, elongina B, cullin5.Vif usa estos dominios clave para reclutar el complejo ubiquitina ligasa (E3) que contiene elongina C, elongina B, cullin5 y Rbx1. Este complejo media la poliubiquitinación de A3G y de Vif – una modificación post-traduccional que dirige estas proteínas para su destrucción en el proteasoma 26S. Además de estos eventos de degradación, Vif también afecta parcialmente a la síntesis de novo de A3G. Estas acciones resultan en un agotamiento relevante de A3G en células T infectadas por HIV-1. A3G por lo tanto no está disponible para la posterior incorporación en los viriones, y su efecto antiviral se pierde (Figura 1).

Curiosamente, aunque la proteína Vif de un virus dado es inevitablemente efectiva frente a A3G a partir de las especies de virus que usualmente infectan, Vif puede o podría no interactuar con A3G procedentes de otras especies (Tabla 1). El fallo de cada interacción podría limitar enormemente la transmisión de retrovirus entre especies (zoonosis). Para humanos y el mono verde africano, un solo aminoácido en la posición 128 en A3G (ácido aspártico en humanos y lisina en el mono verde Africano) conlleva a especificidad del reconocimiento de las proteínas Vif por ambas especies. Aunque este residuo clave aparentemente se encuentra fuera de la región que media la unión de Vif, controla el ensamblaje de Vif con A3G, probablemente a través de cambios indirectos de conformación de A3G. Las proteínas Vif del virus de la inmunodeficiencia de simios, SIV, neutralizan la A3G de humanos, una correlación convincente con el factor de que el HIV-1 humano y el HIV-2 son el resultado de múltiples transmisiones zoonóticas del SIV desde chimpancés  y sooty mangabey (clase de mono) respectivamente.

Los efectos antirretrovirales de A3G no son limitados para formas deficientes de Vif del HIV, pero se extienden a otros lentivirus, incluyendo SIV, virus de la anemia infecciosa equina (EIAV), y se distancian en relación con otros retrovirus como el virus de la leucemia de murina (MLV) y virus espumosos. Además de A3G, varios miembros de la familia A3 en humanos (A3F, A3B y A3C) y A3 de ratón también ejercen actividad antiviral. Aunque son menos potentes que A3G, el A3F humano tiene actividad de edición letal frente a Vif deficiente en el HIV-1.

Figura 1. La desaminación dependiente de actividades antivirales de proteínas A3 y los contraataques utilizados por Vif  del HIV-1.

(a,b) Edición letal de la retrotranscripción del HIV-1 mediada por la incorporación de la citidina-desaminasa al virión: en ausencia de Vif, A3G es incorporada efectivamente dentro de viriones encapsulados (a) y median la desaminación extensiva de residuos de citidina en la hebra simple de DNA formada durante la retrotranscripción en la próxima célula diana (b) esta acción de A3G y A3F (no mostrada) detiene efectivamente la replicación debido al resultado de los cambios, aunque la última noción ha sido recientemente rebatida.

(c) La neutralización de proteínas A3 por Vif: Vif derrota la actividad antiviral de A3G y A3F (no mostrada) principalmente por el reclutamiento del complejo ligasa E3 (Rbx1, cullin5, elonginas B y C y E2-Ub) y funcionando como un sustrato de reconocimiento para inducir poliubiquitinación (Ub _n) en estas enzimas antivirales, que conllevan a su degradación acelerada por el proteasoma 26S. Además, Vif afecta parcialmente la traducción del RNAm A3G. Este mecanismo bimodal de acción elimina efectivamente las proteínas A3 de la célula, y conlleva a la producción de viriones infecciosos.

Vif del HIV-1 también causa la degradación mediada por el proteasoma de A3F en viriones producidos por células productoras, pero no tiene efecto en A3B, probablemente porque se ensambla efectivamente con A3F, pero no con A3B. Vif del HIV-1 está involucrada principalmente en contrarrestar A3G y A3F en células linfoides, los objetivos de la infección por HIV-1 in vivo. El RNAm de A3B es expresado a niveles extremadamente bajos en estas células, y la presión selectiva de Vif para bloquear A3B simplemente podría faltar. Aunque la región N-terminal de Vif del HIV-1 media la  unión con A3G y A3F, Vif puede reconocer A3G y  A3F a través de diferentes interfaces. Trp79 y Trp11 de Vif HIV-1 parecen cruciales para la interacción con A3F, pero son menos importantes para el reconocimiento de A3G. De manera similar, los aminoácidos 128 en A3G influyen de forma relevante en el reconocimiento de A3G por Vif, mientras que el correspondiente residuo en A3F no lo hace. Aunque la degradación inducida de A3G y A3F por Vif indudablemente tienen un importante papel en la infectividad, otras funciones de Vif pueden ayudar a asegurar la completa infección viral y merecer futuras investigaciones. Por ejemplo, la mutación S144A en Vif impide la fosforilación en este lugar y compromete la infectividad de viriones de la progenie, aunque el mutante continúa hasta agotar A3G. La complejidad adicional de acciones de Vif es destacada en artículos que afirman que Vif puede mejorar la infectividad del virión aunque solo moderadamente, alterando los niveles basales de A3G. Un mecanismo alternativo posible podría involucrar el secuestro de Vif por A3G desde el sitio de encapsulamiento del virión. Además, Vif actúa junto con otras proteínas accesorias virales como Vpr, que ha sido recientemente propuesta como inductora de la detención del ciclo celular y participa en efectos citopáticos en células T inducidos por el HIV-1, surgiendo la posibilidad de poseer otras funciones aparte de las citadas.

            Otros retrovirus están involucrados en diferentes mecanismos de evasión de acciones de proteínas A3G. La proteína Bet es expresada por virus espumosos primates y por parientes lejanos como el virus espumoso felino. Bet también parece prevenir la incorporación de las proteínas humanas A3G y A3F dentro de viriones, pero falla al agotar A3G y A3F en células productoras de viriones. Sin embargo, un estudio más reciente no ha confirmado estas conclusiones. Otra estrategia es revelada por el virus de la leucemia murina (MLV), que carece del gen Vif o de bet. MLV sobrevive en células positivas de A3 porque su proteína Gag no se une al complejo A3. Sin embargo, la infectividad de MLV es restringida por proteínas heterólogas A3 que interactúan con gag de MLV, incluyendo la A3G humana.