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

Defensa diversificada a través de la duplicación genética

 Los genes que codifican A3 están agrupados en el cromosoma humano 22. Durante le evolución genética de mamíferos, el locus expandido por replicación en tándem con cruzamientos desiguales desde un simple gen en ratones hasta 8 genes (APOBEC3A hasta APOBEC3H, conocido como A3A hasta A3H) en primates. En tres de esos genes, A3B, A3F y A3G, el dominio de la citidina desaminasa se ve duplicada internamente, y la intervención de una secuencia de unión y un sitio pseudoactivo también son reiterados . Los sitios activos de la proteína contienen motivos conservados de unión de zinc, donde un glutamato está involucrado en proton shuttling durante la catálisis y dos residuos aromáticos cruciales involucrados en la unión al sustrato de RNA. Las proteínas A3 parecen funcionar como homodímeros; sin embargo, la formación de heterodímeros de incierto significado biológico también ocurre. A3G, A3F y A3C son expresados en numerosos tejidos, incluyendo el bazo, linfocitos sanguíneos periféricos, el ovario y los testículos. Solo niveles reducidos de A3B están presentes en las células diana principales del HIV; así esta actividad anti-HIV puede no ser biológicamente relevante. Sin embargo, A3B prevalece en varias líneas celulares cancerosas.

            Los dominios C terminal desaminasa determinan una importante diferencia en el sitio diana de preferencia para hipermutación del genoma retroviral. En consecuencia, los provirus procedentes de pacientes con SIDA poseen mutaciones que afectan a la acción de A3G y A3F. Sin embargo, A3F es ligeramente menos sensible a la acción de Vif que A3G, y las mutaciones adecuadas de A3F prueban dominancia en todos las secuencias individuales hipermutadas. La A3B humana también ha moderado la actividad frente al HIV-1, usando una secuencia consenso como en A3F, pero su acción parece resistente a Vif. Notablemente, el espectro de la actividad antiviral también varía sobre los miembros de las desaminasas; ni A3F ni A3B son activas frente al MLV pero si lo es A3G.

Matices en las actividades antivirales de A3 resuelven otro misterio sobre el HIV

             Como se comentó anteriormente, las proteínas A3 tienen actividades antivirales adicionales. Por ejemplo, los mutantes en A3G que carecen de la actividad de la citidina desaminasa conservan actividad sustancial anti-HIV-1, posiblemente mediante la unión al RNA viral y el bloqueo de la retrotranscripción. Estudios recientes dieron a conocer una actividad restrictiva independiente de desaminasas de A3G que ha arrojado algo de luz sobre el misterio de la biología del HIV-1: ¿por qué están en reposo los linfocitos TD4 en el tejido linfoide permitiendo la infección del HIV-1, mientras los CD4 de la sangre periférica no lo están a pesar de que existe A3G en ambos tipos celulares?

            La respuesta a esta pregunta es que A3G se produce de dos maneras: un elemento de baja masa molecular (LMM) activo enzimáticamente y un complejo ribonucleoproteína de elevado peso molecular (HMM) que es inactivo. LMM se produce predominantemente en la sangre periférica derivada de células T en reposo y monocitos, que son refractarios para la infección por HIV-1 como resultado de un bloqueo temprano tras su entrada, por lo menos parcialmente . Cuando la expresión de LMM A3G en células T CD4 en reposo es derribada por el RNA de interferencia, el bloqueo para la infección del HIV-1 es eliminado. Cuando las células T CD4 son activadas o cuando los monocitos son inducidos por diferenciación en macrófagos, LMM A3G es reclutada hacia el complejo HMM, abriendo la puerta a la infección por HIV-1.

            A3G en el complejo HMM aparentemente no puede interferir con la retrotranscripción de viriones de nueva síntesis, y por lo tanto procede la síntesis de ADN de forma normal. La expresión de Vif tardía en el ciclo de vida viral tiene como objetivo el complejo HMM A3G para la poliubiquitinación por el reclutamiento de la ligasa E3. Resulta interesante que a diferencia de los componentes aislados de la sangre periférica, las células T CD4 en reposo en tejidos linfoides son permisivas para la infección del HIV-1. En estas células, A3G se encuentra predominantemente en la forma HMM . Las diferencias aparentes parecen reflejar el microambiente provisto para tejidos linfoides, donde citosinas locales e interacciones celulares estimulan el ensamblaje del complejo HMM y la adquisición de permisividad de la infección por HIV-1.

            La acción de LMM A3G no depende estrictamente de la edición: más bien, causa retrasos significativos en la acumulación de productos finales de la retrotranscripción. Específicamente, la mayoría de retrotranscripciones que lentamente suceden en células T CD4 sanguíneas en reposo no contienen evidencias de hipermutaciones dG- por-dA, apoyando una inhibición independiente de la citidina desaminasa. Sin embargo, A3G y A3F son coordinadamente expresadas en tejidos humanos, incluyendo células T CD4 en reposo, que serán importantes para determinar si A3F, al igual que A3G, ejerce una restricción tras la entrada del virus en células T CD4 en reposo.

Actividades de A3 frente a otros virus

            A3G, A3F, A3B y A3C también interfieren con el ciclo de vida viral del virus de la hepatitis B (HBV) en líneas celulares de hepatoma. La replicación de HBV involucra la retrotranscripción de un RNA pregenómico intermediario dentro de nucleocápsides en el citoplasma de células productoras de virus. Las proteínas A3 bloquean el empaquetamiento del RNA pregenómico dentro de la nucleocápside, desestabilizando el complejo de la retrotranscripción y excluyendo la acumulación del HBV DNA en viriones. Estos efectos no parecen involucrar las citidina desaminasas, aunque mutaciones limitadas dG-por-dA pueden ser detectadas en HBV DNA producidas en líneas celulares seleccionadas de hepatoma. La identificación de que las proteínas A3 producen estos efectos en hepatocitos primarios está claramente demostrada.

            Las proteínas A3 son también efectivas moderadamente frente al virus leucemia tipo I de células T (HTLV-I). Las hipermutaciones son escasas en retrotranscripciones HTLV-I. Estas observaciones son difíciles de interpretar porque HTLV-I bloquea el gen Vif y se replica en el mismo tipo celular que el HIV in vivo.