SSHHPS

SSHHPS es un acrónimo de short stretches of homologus host patogen s sequences . El acrónimo fue acuñado por primera vez por Legler en una publicación de 2019. [ 1 ] ^{Legler usó BLAST} para buscar sustratos de proteínas del huésped para la proteasa nsP2 del virus de la encefalitis equina venezolana (VEEV) y la proteasa del virus Zika. Estos virus son virus de ARN monocatenario (+) del Grupo 4. Se utilizaron secuencias cortas de ~20–25 aminoácidos de la poliproteína viral ^{[ 2 ]} que contienen el enlace escindible para buscar en el proteoma humano. Muchos de los alineamientos de secuencias fueron espurios, mientras que algunos coincidieron bien con los residuos que rodean el enlace escindible. Cuando todas las proteínas del huésped conocidas que se ha demostrado que son cortadas por proteasas virales se consolidaron en una tabla, quedó claro que los objetivos no eran aleatorios. ^{[ 3 ]} La mayoría estaban relacionadas con la inmunidad innata, mientras que otras parecían estar relacionadas con la patogénesis viral y el fenotipo inducido por el virus. Algunos resultados estaban relacionados con ambos. La lista de objetivos del huésped confirmados experimentalmente de las proteasas virales del Grupo IV incluía proteínas clave involucradas en la inmunidad innata, por ejemplo, MAVS , RIG-I , STING , TRIF y TRIM14 . ^{[ 3 ]} En 1984, una de las primeras proteínas del huésped que se demostró que era cortada por una proteasa viral fue la histona H3 por el virus de la fiebre aftosa . ^{[ 4 ] [ 5 ]} Las colas de las histonas son objetivos estratégicos de las proteasas virales, la escisión puede detener la transcripción de la célula huésped ^{[ 6 ] [ 7 ]} y los muchos efectos del interferón .

Las proteasas virales reconocen motivos de secuencia. Las tolerancias de los subsitios en la proteasa pueden variar, lo que da lugar al reconocimiento de numerosas secuencias. La proteasa actúa como complemento de muchos péptidos.

El silenciamiento puede ocurrir a nivel de ADN, ARN y proteínas. El tercer mecanismo de silenciamiento involucraría proteasas y proteínas. ^{[ 1 ]} La escisión SSHHPS es un tipo de silenciamiento co- o postraduccional específico del objetivo.

El silenciamiento puede ocurrir a nivel de ADN, ARN y proteínas. Las SSHHPS son segmentos cortos de secuencias homólogas huésped-patógeno. Estas secuencias se encuentran en los sitios de escisión de la proteasa viral y corresponden a proteínas específicas del huésped. La escisión de estas secuencias puede ser cotraduccional o postraduccional. La figura original se encuentra en Morazzani et al. ^{[ 1 ].}

En 1996, Blom et al. ^{[ 10 ]} crearon una red neuronal para predecir las dianas del huésped de las proteasas de picornavirus. Una de las predicciones fue la distrofina ( DMD ). Badorff et al. ^{[ 9 ]} confirmaron que la distrofina podía ser escindida por la proteasa 2A de enterovirus. Lim et al. ^{[ 11 ]} fueron un paso más allá y generaron un ratón transgénico (experimento del "ratón inescindible"). Los ratones knock-in presentaban una mutación en el sitio de escisión de la proteasa 2A predicho en la distrofina, que impedía su corte por la proteasa viral. Cuando la proteasa viral se expresó en cardiomiocitos, la distrofina resistente a la escisión inhibió la cardiomiopatía inducida por la proteasa viral. Este experimento completó el ciclo de la idea, es decir , que la proteasa viral está relacionada con el fenotipo inducido por el virus ( es decir, la cardiomiopatía). Además, el experimento indicó que la presentación clínica podía predecirse directamente a partir de la secuencia del genoma viral. ^{[ 8 ]} Si bien las predicciones de Blom fueron precisas y pudieron ser confirmadas por otros, nunca se encontró un resultado común en toda la familia o género.

Usando Python, las búsquedas PHI-BLAST y las descripciones UniProt podrían combinarse y automatizarse. ^{[ 8 ]} La búsqueda podría repetirse varias veces. Al ejecutar las búsquedas de 9 virus neuroinvasivos, Legler encontró que si los virus se agrupaban por un fenotipo común inducido por el virus (por ejemplo, neuroinvasividad) surgía un resultado común. Una proteína común a las 9 listas de resultados era el receptor huérfano acoplado a proteína G ADGRA2 (también conocido como GPR124 ). Cuando se elimina ADGRA2 en modelos de ratón de isquemia y glioblastoma se observa una disrupción de la barrera hematoencefálica (BHE). ^{[ 17 ] [ 18 ]} Los sitios de escisión para las proteasas virales de 9 virus neuroinvasivos se encontraron todos en esta proteína, en algunos casos se predijo que los sitios de escisión estaban en el exterior de la célula, en otros casos se predijo que el sitio de escisión estaba en el citoplasma.

Curiosamente, el software no predijo una secuencia de sitio de escisión específica ni un tipo particular de proteasa (por ejemplo, serina, cisteína, aspartilo), sino más bien una vía general y un objetivo común. Es posible que una estrategia para entrar en el cerebro se haya conservado durante la evolución viral. ^{[ 8 ]}

Se sabe que los virus de ARN adquieren secuencias del huésped. En algunos casos, los genomas virales han adquirido enzimas completas; ^{[ 19 ]} la proteasa similar a la papaína es un buen ejemplo. Los genomas del huésped sirven como la mayor fuente de material genético extraño. ^{[ 20 ]} Utilizando la secuencia de ARN de un sitio de escisión de proteasa viral para el SARS-CoV-2 y el genoma del murciélago, se pueden encontrar coincidencias de secuencia. ^{[ 3 ]} En los virus del Grupo 4, la secuencia de proteína de la SSHHPS coincide con el virus, el huésped y el reservorio, mientras que las secuencias de ARN coinciden con secuencias en la especie del reservorio, lo que sugiere que fueron adquiridas. ^{[ 3 ]}

La escisión de proteínas del huésped puede ocurrir entre 2 y 8 h después de la infección. ^{[ 5 ]} Muchos de los objetivos de las proteasas virales están involucrados en la generación de las respuestas inmunes innatas del huésped. Se cree que la escisión de estas proteínas del huésped es un mecanismo de antagonismo del interferón (IFN). No todas las proteasas virales producen productos de escisión estables en las células; de hecho, en muchos casos puede existir una mancha o solo un producto de escisión transitorio que luego desaparece cuando la célula lo identifica como "dañado", lo que hace que sea difícil atraparlo. También puede ocurrir la escisión cotraduccional (por ejemplo, la PLpro del SARS-CoV-2 está anclada a la membrana del RE). Los anticuerpos pueden o no reconocer los productos de corte que persisten y los productos de escisión pueden degradarse rápidamente ya que son proteínas "dañadas". Las proteasas virales pueden ser citotóxicas. Se pueden usar inhibidores de proteasas para estabilizar el producto de corte de los lisados ​​celulares. Las células deben tratarse con inhibidores de proteasas y congelarse de 1 a 8 horas después de la infección, sin tripsina. Se deben tomar muestras en momentos tempranos y variar la multiplicidad de infección (MOI). Los extremos N-terminales también pueden acetilarse y los extremos C-terminales amidarse para evitar que las aminopeptidasas y carboxipeptidasas destruyan las proteínas cortadas.

Las secuencias asociadas a los fenotipos inducidos por otros virus pueden estar ocultas en factores de transcripción, sitios de escisión de endonucleasas, sitios de fosforilación, etc.

En el caso de los virus de ARN monocatenario positivo del grupo 4, la información se puede encontrar en los sitios de escisión de la proteasa (SSHHPS).

Para los retrovirus de ARN monocatenario (+) del grupo 6, la información puede estar en los sitios de escisión de la proteasa ^{[ 21 ]} y en otros lugares.

Las secuencias SSHHP deben mostrar evidencia de homología de secuencia entre el huésped y el patógeno y una interacción huésped-patógeno. La secuencia en el genoma viral puede no ser idéntica a un ADN del huésped, pero un segmento corto de la secuencia de proteína puede coincidir en el sitio de corte de proteasa predicho. Si una proteína se encuentra en otra especie y comparte un origen evolutivo común con la proteína en la primera especie, entonces se considera un "homólogo" de esa proteína; esencialmente significa que ambas derivan del mismo gen ancestral en un ancestro común. Las SSHHPS parecen ser adquiridas en lugar de productos de mutaciones aleatorias acumuladas. David Baltimore propuso un mecanismo de elección de copia ^{[ 22 ]} para la recombinación de ARN en virus de ARN donde la ARN polimerasa dependiente de ARN viral cambia de plantilla durante la síntesis de la cadena negativa. ^{[ 23 ]} Los genomas del huésped sirven como la mayor fuente de material genético extraño para los virus. El ARN tiene estructura secundaria y pueden ocurrir pausas en la replicación. Aún no está claro si ciertas proteínas o enzimas de unión al ARN ^{[ 24 ]} en las especies reservorio (por ejemplo, los murciélagos) afectan o promueven la recombinación del ARN.