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UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MÉXICO Maestría y Doctorado en Ciencias Bioquímicas CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV TESIS QUE PARA OPTAR POR EL GRADO DE: Maestro en Ciencias PRESENTA: CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO TUTOR PRINCIPAL DR. PAVEL IŠA Instituto de Biotecnología Universidad Nacional Autónoma de México MIEMBROS DEL COMITÉ TUTOR DRA. ROSARIO VERA ESTRELLA Instituto de Biotecnología Universidad Nacional Autónoma de México DRA. SOFÍA LIZETH ALCARAZ ESTRADA Centro Médico Nacional “20 de noviembre” Instituto de Seguridad y Servicios Sociales de los Trabajadores del Estado Cuernavaca, Morelos. junio, 2019 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis esta protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 1 “Always remember: never accept the world as it appears to be. Dare to see it for what it could be” “Siempre recuerda: nunca des por sentado que el mundo es tal como lo ves. Atrévete a verlo como podría ser” Harold Winston QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 2 AGRADECIMIENTOS Esta tesis se realizó en el laboratorio de Virología Molecular del Dr. Carlos Arias y la Dra. Susana López, del departamento de Genética del Desarrollo y Fisiología Molecular del Instituto de Biotecnología de la UNAM, bajo la dirección del Dr. Pavel Iŝa y con fondos del CONACYT 254608. Durante el desarrollo experimental se contó con el apoyo del Dr. Iván Quevedo Partida de la Universidad Iberoamericana, a quien le agradezco su interés y colaboración en el proyecto al proporcionarnos acceso al equipo NanoSight NS300. Las imágenes de microscopía electrónica se realizaron con apoyo de la Dra. Guadalupe Zavala de la unidad de Microscopía Electrónica del Instituto de Biotecnología de la UNAM y la Dra. Bibiana Chávez Munguía del CINVESTAV. El desarrollo experimental del proyecto contó con la tutoría de la Dra. Rosario Vera Estrella del Instituto de Biotecnología de la UNAM y la Dra. Sofía Lizeth Alcaraz Estrada jefa del departamento de Medicina Genómica del Centro Médico Nacional “20 de noviembre” del ISSSTE, a quienes les agradezco profundamente su constante aporte de ideas y sugerencias en el cauce de la presente investigación, así como en mi formación como alumno de posgrado. Al Dr. Tomás López, cuya paciencia, dedicación y amplios conocimientos de Virología siempre fueron de utilidad en el trabajo de laboratorio. Al grupo Arias-López por su apoyo y compañerismo durante mi estancia en el Instituto de Biotecnología. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 3 DEDICATORIA En el caos de todo, hoy solo quiero dedicar este trabajo a mis padres Martha Lizmeth Baez Navarro y Pablo Alejandro Estrada Medina porque pese a la distancia, el cariño de la familia siempre es una fuente de motivación y coraje que no tiene fronteras. Por aguantar todos los corajes y frustraciones, siempre hombro a hombro con paciencia y amor. También, quiero dedicar este trabajo a la Dra. Sofía Lizeth Alcaraz Estrada, porque sin su apoyo y paciencia no habría podido llegar hasta el final, por toda su guía y consejos no solo académicos, sino de vida. Por nuevamente ser más que una investigadora, más que una científica, más que una asesora: ser una persona de calidad humana invaluable. A todas aquellas personas que han puesto su confianza en mí desde el inicio y que tras cada caída siempre tienden su mano para ayudarme a seguir adelante con más fuerza, aquellas personas que pese a los años siguen a mi lado. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 4 CONTENIDO AGRADECIMIENTOS ..................................................................................................... 2 DEDICATORIA ................................................................................................................ 3 CONTENIDO ................................................................................................................... 4 ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS ................................................................................... 6 ABREVIATURAS ............................................................................................................. 8 RESUMEN ...................................................................................................................... 9 I. MARCO TEÓRICO ................................................................................................. 12 1.1. Gastroenteritis .................................................................................................. 12 1.2. Astrovirus ......................................................................................................... 14 1.3. Vesículas extracelulares .................................................................................. 20 1.4. Vesículas extracelulares y virus ....................................................................... 25 1.5. Unidades Colectivas Infecciosas ...................................................................... 29 II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ..................................................................... 31 III. HIPÓTESIS ......................................................................................................... 32 IV. OBJETIVOS ........................................................................................................ 33 4.1. Objetivo general ............................................................................................... 33 4.2. Objetivos específicos ....................................................................................... 33 V. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................... 34 5.1. Cultivo celular ................................................................................................... 34 5.2. Propagación de virus........................................................................................ 34 5.3. Titulación de HAstV Yuc8 por focos infecciosos en placa ................................ 35 5.4. Cinética de liberación y evaluación de virus resistente a tripsina ..................... 36 5.5. Purificación de vesículas extracelulares por centrifugación diferencial ............ 38 5.6. Western Blot SDS-PAGE ................................................................................. 40 5.7. Procesamiento de proteínas virales ................................................................. 41 5.8. Microscopía electrónica de transmisión (MET) ................................................ 41 5.9. Infectividad asociada a vesículas extracelulares .............................................. 42 5.10. Inmunofluorescencia ..................................................................................... 43 5.11. Análisis de Trayectoria de Nanopartículas (NTA) ......................................... 44 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 5 5.12. Presentación de datos y análisis estadístico .................................................45 VI. RESULTADOS .................................................................................................... 46 6.1. Cinética de liberación y evaluación de virus resistente a tripsina ..................... 46 6.2. Liberación de lactato deshidrogenasa (LDH) ................................................... 51 6.3. HAstV Yuc8 en fracciones vesiculares por centrifugación diferencial .............. 52 6.4. Western Blot SDS-PAGE de marcadores vesiculares ..................................... 59 6.5. Microscopía Electrónica de Transmisión (MET) ............................................... 62 6.6. Inmunofluorescencia ........................................................................................ 67 6.7. Análisis de Trayectoria de Nanopartículas (NTA) ............................................ 71 6.8. Infectividad asociada a vesículas extracelulares .............................................. 77 VII. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ......................................................................... 88 VIII. CONCLUSIONES ................................................................................................ 99 IX. PERSPECTIVAS ............................................................................................... 101 X. REFERENCIAS .................................................................................................... 103 QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 6 ÍNDICE DE FIGURAS Y TABLAS Figura 1. Ilustración de virión maduro de astrovirus ...................................................... 14 Figura 2. Genoma de astrovirus y sus productos proteicos .......................................... 15 Figura 3. Ciclo replicativo de astrovirus ......................................................................... 18 Tabla 1. Características Generales de Vesículas Extracelulares .................................. 21 Figura 4. Similitud estructural entre la cápsides de astrovirus y hepatitis E .................. 27 Figura 5. Pseudoenvoltura del virus de Hepatitis A ....................................................... 29 Figura 6. Separación de componentes de un sobrenadante por centrifugación y microfiltración ................................................................................................................ 38 Figura 7. Separación de componentes de un sobrenadante por centrifugación diferencial y precipitación .............................................................................................. 40 Figura 8. HAstV Yuc8 resistente a la activación con tripsina aumenta con el tiempo ... 47 Figura 9. HAstV Yuc8 se asocia a vesículas presentes en sobrenadantes ................... 49 Figura 10. HAstV Yuc8 asociado a partículas vesiculares aumenta con el tiempo ....... 50 Figura 11. La infección con HAstV Yuc8 no produce lisis celular .................................. 52 Figura 12. Virus resistente a tripsina en diferentes fracciones purificadas de sobrenadante ................................................................................................................ 54 Figura 13. Procesamiento proteolítico de proteínas virales asociadas a vesículas extracelulares ................................................................................................................ 58 Figura 14. CD63 y Alix en fracciones purificadas de sobrenadantes ............................ 60 Figura 15. Partículas virales asociadas a vesículas extracelulares grandes ................. 63 Figura 16. Partículas virales asociadas a vesículas extracelulares pequeñas .............. 64 Figura 17. Vesículas extracelulares purificadas de sobrenadantes de cultivos no infectados ...................................................................................................................... 65 Figura 18. Inmunofluorescencia de proteína disulfuro isomerasa en células Caco-2 .... 68 Figura 19. Inmunofluorescencia de CD63 en células Caco-2 no infectadas ................. 69 Figura 20. Inmunofluorescencia de CD63 y Yuc8 en células Caco-2 infectadas .......... 70 Figura 21. HAstV Yuc8 altera la producción de vesículas extracelulares ...................... 73 Figura 22. El tratamiento con Tritón X-100 reduce la cantidad de partículas contadas por NanoSight ............................................................................................................... 74 Figura 23. Concentración de partículas en fracciones vesiculares ................................ 76 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039178 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039179 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039180 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039181 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039182 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039183 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039184 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039184 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039185 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039185 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039186 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039187 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039188 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039189 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039190 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039190 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039191 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039191 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039192 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039193 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039194 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039195 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039195 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039196 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039197 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039198 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039199 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039200 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039200 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039201 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 7 Figura 24. Células Caco-2 infectadas por vesículas extracelulares purificadas de cultivos infectados con Yuc8 ......................................................................................... 78 Figura 25. Células MA104 infectadas por vesículas extracelulares purificadas de cultivos infectados con Yuc8 ......................................................................................... 79 Figura 26. Infectividad de las vesículas extracelulares producidas durante la infección con HAstV Yuc8 ............................................................................................................ 80 Figura 27. Las vesículas extracelulares infectan mejor células Caco-2 comparadas con células MA104 ............................................................................................................... 81 Figura 28. Células Caco-2expuestas a HAstV Yuc8 purificado .................................... 82 Figura 29. Células Caco-2 infectadas por Yuc8 incubado con vesículas extracelulares Mock .............................................................................................................................. 83 Figura 30. Células MA104 infectadas por Yuc8 incubado con vesículas extracelulares Mock .............................................................................................................................. 84 Figura 31. HAstV Yuc8 incubado con vesículas de sobrenadantes Mock es más infeccioso que el virus sin activar .................................................................................. 86 Figura 32. Porcentaje de células Caco-2 y MA104 infectadas por HAstV Yuc8 incubado con vesículas ................................................................................................................. 86 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039202 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039202 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039203 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039203 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039204 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039204 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039205 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039205 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039206 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039207 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039207 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039208 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039208 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039209 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039209 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039210 file:///E:/Posgrado/Maestría/Tesis/Semestre%205/Tesis_KH_V4.0.docx%23_Toc12039210 QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 8 ABREVIATURAS AFI Autofluorescence Imaging ARF ADP Ribosylation Factor (Factores de ribosilación de ADP) AV Apoptotic Vesicles (Vesículas Apoptóticas) DMEM Dulbecco's Modified Eagle Medium (Medio Eagle Modificado de Dulbecco) ECV Extracellular Vesicles (Vesículas Extracelulares) ESCRT Endosomal Sorting Complexes Requiredfvor Transport (Complejos especiales requeridos para el transporte de endosomas) HAstV Human Astrovirus (Astrovirus Humano) HAV Hepatitis A Virus (Virus de Hepatitis A) HEV Hepatitis E Virus (Virus de Hepatitis E) HSP Heat Shock Proteins (Proteínas de Choque Térmico) HSV-I Herpes Simplex Virus Type I (Virus de Herpes Simple tipo I) LAMP1 Lysosomal-associated Membrane Protein 1 (Proteína de Membrana Lisosomal Asociada) LDH Lactato Deshidrogenasa MEM Minimum Essential Medium (Medio Mínimo Esencial) MET Microscopía Electrónica de Transmisión MHC Major Histopatibility Complex (Complejo Mayor de Histocompatibilidad) MV Microvesículas MVB Multi Vesicular Bodies (Cuerpos Multivesiculares) NTA Nanoparticle Tracking Analysis (Análisis de Trayectoria de Nanopartículas) PAGE Polyacrylamide Gel Electrophoresis (Electroforesis en Gel de Poliacrilamida) PBS Phosphate-buffered saline (Buffer Salino de Fosfatos) PDI Protein Disulfide-Isomerase (Proteina disulfuro isomerasa) PIGR Polymeric Immunoglobulin Receptor (Receptor Polimérico de Inmunoglobulinas) RdRP RNA-dependent RNA Polymerase (RNA polimerasa de RNA) SDS Sodium Dodecyl Sulfate (Dodecil Sulfato de Sodio) SEM Standard Error of the Mean (Error Estándar de la Media) VEG Vesículas Extracelulares Grandes VEP Vesículas Extracelulares Pequeñas CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 9 RESUMEN La gastroenteritis vírica es una enfermedad inflamatoria del tracto gastrointestinal, causada principalmente por rotavirus, calicivirus, astrovirus o adenovirus. Esta patología constituye un riesgo elevado para la población mundial y principalmente para los menores de 5 años, debido a los síntomas como fiebre y evacuaciones líquidas constantes, que en sus casos más graves puede ocasionar deshidratación y desnutrición.1 Los astrovirus humanos (HAstV) en particular, son virus de RNA de cadena sencilla y polaridad positiva (ssRNA+), cuyo ciclo replicativo aún tiene incógnitas, como su mecanismo de egreso celular. 2 Astrovirus representa la tercera causa más importante en gastroenteritis no bacteriana, principalmente en población pediátrica e inmunocomprometida.3 Incluso se ha identificado la presencia de HAstV en casos de encefalitis, meningitis e infección respiratoria aguda, aunque sin asociarse como agente causal.4 Por otro lado, las vesículas extracelulares son un grupo de vesículas pequeñas (alrededor de 1000 nm de diámetro o menos) de carácter lipídico, secretadas por las células y estables en fluidos biológicos como sangre, orina o saliva. Su contenido (proteínas, DNA y diversos tipos de RNA), puede incluir moléculas o marcadores característicos del estado fisiológico de la célula que las originó.5 En presencia de procesos patológicos como cáncer o infecciones, las biomoléculas transportadas en estas vesículas pueden contribuir a propagar o detener el proceso, afectando de manera general el estado fisiológico de un individuo.6,7 QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 10 Existe evidencia de diversos virus de ssRNA+ que se asocian a vesículas extracelulares o bien, que emplean los mismos mecanismos de biogénesis y egreso que estas vesículas. Un ejemplo de estos virus es hepatitis E (HEV), en el que se ha observado que el virus ocupa la misma vía de egreso que los exosomas para su liberación de la célula.8 Análisis estructurales (alineación de secuencias) y de crio microscopía sugieren una relación a nivel de estructura y de secuencia de aminoácidos, entre la cápside de HEV y la de HAstV.9 Debido a la relevancia de las proteínas de cápside en la morfogénesis y egreso celular de un virus,10 la relación estructural entre las cápsides de ambos virus permite suponer que HEV y HAstV podrían emplear mecanismos similares de ensamblaje y salida,9 es decir, el mecanismo de egreso de HAstV también podría estar relacionado con la liberación de exosomas. Estudios anteriores han demostrado la asociación de astrovirus a partículas de carácter lipídico en sobrenadantes de células infectadas que bien podrían ser vesículas extracelulares.11 En este estudio se analizaron por microscopía electrónica de transmisión las vesículas extracelulares producidas por células Caco-2 infectadas con HAstV Yuc8, buscando demostrar una posible asociación entre partículas virales y vesículas. De la misma manera, se probó que las vesículas purificadas de cultivos infectados producían infección en células permisivas (Caco-2) y parcialmente permisivas (MA104).12,13 Por medio de NanoSight se identificó que la infección con HAstV Yuc8 altera la cantidad de vesículas extracelulares producidas en células Caco-2, liberándose un mayor número de vesículas con un diámetro por encima de 150 nm en los casos de células infectadas. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 11 Si bien en este estudio no se indagó en las interacciones moleculares involucradas en la asociación virus-vesícula, los resultados obtenidos sugieren que las vesículas extracelulares podrían tener un papel en el ciclo replicativo y/o extracelular de HAstV Yuc8. Estos resultados representan el planteamientobase para futuros proyectos que permitan esclarecer el papel de las vesículas extracelulares en la infección no solo con HAstV Yuc8, sino con otros virus. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 12 I. MARCO TEÓRICO 1.1. Gastroenteritis La gastroenteritis es una enfermedad caracterizada por una inflamación del tracto gastrointestinal, diarrea frecuente y en algunos casos sangrado. Se puede clasificar como bacteriana y no bacteriana, según el agente patológico involucrado. Los principales agentes etiológicos de las gastroenteritis no bacterianas son virus, donde los de mayor relevancia clínica son: rotavirus, calicivirus (norovirus y sapovirus), astrovirus y adenovirus.1 La infección con cualquiera de estos patógenos puede cursar por una vía asintomática o bien presentarse un cuadro clínico severo o leve, dependiendo de diversos factores inherentes al paciente y su entorno.4 A continuación, se enlista la sintomatología general que se presenta en casos de gastroenteritis grave o leve.1,3 Cuadro clínico severo: - Vómito frecuente e intenso - Diarrea de evacuaciones semilíquidas (más de 10 veces al día), sin sangre - Fiebre de más de 39°C - Dolor abdominal - Malestar general - Sintomatología gripal - Deshidratación y desnutrición Cuadro clínico leve: - Diarrea con menos de 10 evacuaciones al día, sin sangre - Malestar general CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 13 - Sintomatología gripal - Deshidratación En la gastroenteritis causada por agentes virales, el sangrado es un signo poco frecuente. La deshidratación y desnutrición representan el mayor riesgo para la población menor de edad y en países en vías de desarrollo y poblaciones rurales, puede llevar a la muerte.1 Cuando se presenta un caso de gastroenteritis, es importante diferenciar el agente causal para proporcionar un tratamiento adecuado. Hablando de gastroenteritis no bacterianas la terapia se limita, por lo general, a medicamentos que permitan restablecer el estado general de salud del individuo (rehidratación principalmente), y dejar que el sistema inmune combata la enfermedad.3 Aunque por lo general los casos de gastroenteritis no bacteriana se resuelven en periodos menores a 5 días, los ensayos de diagnóstico son poco usados y por rutina cualquier gastroenteritis prolongada por periodos mayores y sin acompañamiento de otra sintomatología que sugiera enfermedades de mayor relevancia clínica, se tratan con antibióticos.1,4 Los agentes causales de las gastroenteritis no bacterianas se transmiten por vía fecal-oral y tienen un periodo de incubación variable, pero no mayor a 5 días. Hasta la fecha, no se cuenta con un método eficaz para la profilaxis o tratamiento paliativo de esta enfermedad, solo existen vacunas para algunos de los virus causantes de gastroenteritis, como rotavirus (principal causa de gastroenteritis no bacteriana en menores de 5 años), por lo que la mejor manera de combatir las infecciones es la prevención, lavando bien los alimentos (principalmente las verduras), asegurándose de tener una buena higiene QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 14 personal en todo momento, sobre todo al manipular alimentos y de preferencia evitar consumir alimentos crudos.1 1.2. Astrovirus La familia Astroviridae, comprende a virus no envueltos, de cápside icosaédrica de tamaño aproximado de 28-30 nm (medidos por microscopía electrónica), con genoma viral de RNA de hebra sencilla con polaridad positiva (figura 1). Su genoma mide aproximadamente 6.8 Kb, incluye una cola de poli A en su extremo 3’ y está organizado en 3 marcos de lectura abiertos (ORF1a, ORF1b y ORF2). El ORF2 codifica para la proteína estructural (VP90), mientras los ORF1a y ORF1b codifican las proteínas no estructurales del virus como la proteasa viral y la RNA polimerasa dependiente de RNA (RdRP). También se ha encontrado un ORF putativo en la región del ORF2, aunque aún se desconoce la función concreta de su producto de traducción (figura 2).2,14 La proteína estructural de la cápside VP90 es procesada por caspasas intracelulares para dar lugar a la proteína VP70. VP70 a su vez se procesa extracelularmente por proteasas como tripsina y origina a la VP34 (región central de la cápside) y las espículas VP25 y VP27 (figura 1).14 Figura 1. Ilustración de virión maduro de astrovirus Estructura de astrovirus maduro, se muestra la organización del virus, con el genoma viral asociado a la región central de la cápside formada principalmente por VP34. Las espículas VP25 y VP27, fundamentales para la infectividad del virus. Todas las proteínas de la cápside viral (estructurales) son producto final del procesamiento proteolítico de la proteína VP90.15 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 15 De acuerdo con sus características genéticas y al tipo de hospedero al que son capaces de infectar, la familia Astroviridae se divide en dos géneros: Avastrovirus, que infectan aves, y Mamastrovirus, los cuales infectan mamíferos. Dentro del género Mamastrovirus se agrupan 8 serotipos de astrovirus humanos (HAstV1-8) conocidos como clásicos o canónicos, aislados por primera vez de heces provenientes de personas Figura 2. Genoma de astrovirus y sus productos proteicos A) El genoma de astrovirus posee tres marcos de lectura que codifican para productos funcionales bien definidos, (entre proteínas estructurales y no estructurales) y péptidos pequeños con función desconocida en su mayoría, resultantes del procesamiento de sus productos funcionales. Igualmente, se conoce la existencia de un marco putativo, denominado ORFX cuyos productos proteicos y funciones aún se desconocen. Para la traducción del ORF2, éste primero es replicado como RNA subgenómico. B) Posibles motivos de las proteínas estructurales y no estructurales de astrovius. El ORF1a, codifica para la proteasa viral (nsp1a); el ORF1b, codifica para la RdRP (nsp1b); el ORF2, codifica para la poliproteína estructural VP90, que consiste en regiones conservadas (P1 y cápside o “Shell”), una región variable comprende el dominio P2 (espículas) y una región C que es procesada por caspasas celulares dando como producto el precursor VP70. Las partículas que contienen VP70 son procesadas posteriormente por tripsina, produciendo la nucleocápside (VP34) y las espículas (VP25 y VP27). HEL, dominio putativo de helicasa; VPg, región codificante para la proteína VPg; HVR, región hipervariable; NLS, señal de localización nuclear putativa; DD, dominio de muerte putativo. Modificado de Bosch A, et al, 2014. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 16 con gastroenteritis. En las últimas décadas, han emergido nuevas cepas de astrovirus en brotes epidémicos, conocidos como astrovirus no canónicos o nuevos, dentro de los que se encuentran HAstV-MLB y HAstV-VA.1, 14 1.2.1. Ciclo de replicación El proceso infeccioso con HAstV comienza a nivel de tracto gastrointestinal, con la adhesión y entrada del virus en enterocitos, aunque hasta la fecha no se conocen las moléculas de la superficie celular involucradas en esto. Una vez adherido el virus a la membrana, este se internaliza por endocitosis mediada por clatrinas. Dentro de la célula, un descenso en el pH del endosoma permite el desnudamiento del virus, liberando su material genético al citoplasma para su traducción. 2,16 Los ORF1a y ORF1ab se traducen simultáneamente, originando las proteínas no estructurales nsp1a y nsp1ab, que son procesadas hasta dar lugar a la proteasa viral, la RNA polimerasa dependiente de RNA (RdRP) y otros péptidos cuya función aun no es conocida (figuras 2 y 3). El proceso de replicación viral ocurre en asociación con membranas intracelulares, en cuerpos similares avesículas.2,15 La proteína estructural base del virus (VP90), se traduce del RNA subgenómico sintetizado del ORF2 del genoma viral. La interacción de unidades de VP90 da lugar a la cápside viral completa, donde se empaqueta el nuevo material genético replicado por la RdRP. La VP90 que constituye la cápside de los viriones ensamblados, se procesa intracelularmente por caspasas,17 mediante un corte proteolítico hacia el extremo carboxilo terminal, lo que origina que la unidad estructural de la cápside ahora se denomine VP70 (por la reducción de su peso molecular). CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 17 La partícula viral con VP70 es capaz de ser liberada al medio extracelular,18 donde madura al ser procesada por otras enzimas, originando una organización en la cápside viral, donde la proteína VP34 es el componente central de la cápside y los polipéptidos VP25 y VP27 se asocian como espículas fundamentales en la infectividad del virus (figura 2).14 El mecanismo de egreso celular de los astrovirus, no se conoce hasta el momento, aunque se ha comprobado que el virus requiere ser procesado por caspasas (partícula con proteína VP70), antes de ser liberado.17,18 Así mismo, se sabe que los HAstV no son virus líticos en fases tempranas de infección, es decir, su liberación no depende de la lisis celular. En la figura 3 se muestra un esquema general del ciclo de replicación viral de la familia Astroviridae.2,14 QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 18 Figura 3. Ciclo replicativo de astrovirus El virus se adhiere a la membrana celular mediante receptores aún no caracterizados (A), es internalizado a la célula por endocitosis mediada por clatrinas (B) y su genoma se libera al citoplasma donde comienza a ser traducido y la replicación ocurre en agregados de proteínas y membranas, cuyo origen se desconoce (C). Las proteínas virales se traducen a partir del genoma viral ligado a VPg, que origina en primer lugar las proteínas no estructurales nsP1a, nsP1b y diversos péptidos de funcionalidad desconocida(D). Posteriormente se sintetiza el RNA subgenómico del que se traduce la proteína estructural VP90 para el empaquetamiento del genoma viral replicado y producción de los viriones VP90 (E). Los viriones con cápside VP90 son procesados por caspasas celulares para originar a los viriones inmaduros de cápside VP70, que son liberados de la célula por un mecanismo aún desconocido (F). En el espacio extracelular los viriones maduran por medio de procesamientos proteolíticos de la VP70 de la cápside, que da lugar a los viriones infectivos con nucleocápside VP34 y espículas VP25 y VP27 (G). Modificado de Bosch A, et al, 2014. A B C E F G D CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 19 1.2.2. Patogenicidad Gran parte de los virus relacionados con gastroenteritis tienen su mayor efecto patogénico por lisis celular de los enterocitos y disrupción de la continuidad de la pared intestinal. Sin embargo, en el caso particular de los HAstV se ha comprobado que la lisis celular no es parte de su proceso infeccioso y por ende no se relaciona con su patogenicidad. Durante el proceso infeccioso con HAstV se ha observado una disminución de la absorción de iones y carbohidratos, lo que lleva a un desbalance electrolítico y osmótico responsable de la disminución en absorción de líquidos y deshidratación de los pacientes.4 In vitro, se ha observado que péptidos residuales producidos durante el procesamiento de las proteínas de la cápside del virus, son capaces de alterar la permeabilidad de las células entéricas, lo que podría implicar in vivo, que se favorezca la pérdida de líquidos, llevando a un cuadro diarreico.19 1.2.3. Epidemiología de astrovirus Los astrovirus humanos, son el tercer agente causal de gastroenteritis no bacteriana, de mayor importancia clínica. Tienen una incidencia de 8-10 % en menores de 5 años, como agentes etiológicos en casos graves de gastroenteritis; aunque se sabe que más del 80% de la población en el mundo posee anticuerpos contra estos virus.1,14 Aunque los astrovirus humanos son de prevalencia global, se sabe que los países en vías de desarrollo tienen mayor incidencia por su falta de acceso a agua y alimentos salubres. Aunque en ciudades y localidades con alto nivel de industrialización, la elevada contaminación de aguas y ambientes, así como la falta de higiene, favorecen la QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 20 diseminación del virus, el índice de mortalidad es menor por el acceso a tratamiento médico.1 En los últimos años, se han reportado casos de astrovirus no canónicos identificados en biopsias de pacientes inmunocomprometidos fallecidos por encefalitis, meningitis e infección pulmonar aguda. Sin embargo, la relación de HAstV como agente causal de dichos casos no se pudo establecer de forma clara.20 1.3. Vesículas extracelulares Las vesículas extracelulares son un grupo de cuerpos membranosos producidos por las células ya sea de mamíferos, proteobacterias, archaeas y plantas. Para su estudio, se han organizado en diferentes grupos como exosomas, microvesículas (MV) y vesículas apoptóticas (AV), según su biogénesis, tamaño, marcadores específicos, densidad, etc.6 Aunque hay diversos métodos de purificación según el tipo de vesículas que se desea obtener, por lo general no se tiene la resolución suficiente para separar completamente los diferentes tipos de vesículas extracelulares en una muestra. Los aislados representan una mezcla de diversas vesículas solo diferenciadas por su tamaño o algunos marcadores. Existen métodos de afinidad que emplean anticuerpos para separar MV de exosomas, usando como blanco los marcadores comunes de exosomas acoplados a partículas magnéticas, en algunos casos viables para su uso en citómetros de flujo.21,22 En la tabla 1 se muestran algunos aspectos generales de vesículas extracelulares. En células eucariontes y en particular, organismos pluricelulares, se ha observado que la producción de vesículas extracelulares es una constante que se puede ver CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 21 alterada en casos de enfermedad, originando cambios principalmente en su contenido, el cual puede incluir proteínas, mRNA y miRNA, entre otras biomoléculas.7,23 Se ha considerado que una de las funciones de las diferentes vesículas extracelulares es la comunicación intercelular e inmunoregulación, aunque en algunos casos, patógenos como virus y parásitos intracelulares parecen influir en su contenido y aprovechar las vesículas extracelulares para transmitir factores de virulencia de una célula a otra favoreciendo su propagación.6,7 Característica Exosomas MV AV Diámetro [nm] 50-150 100-1,000 >1,000 Densidad en sacarosa [g/mL] 1.13-1.2124 Variable 1.16-1.28 Apariencia en MET Copa* Electrodensos con forma irregular Heterogéneos Sedimentación [xg] 100,000 10,000 1,200 10,000 100,000 Composición lipídica Ricos en colesterol, esfingomielina y ceramidas; contienen balsas lipídicas y fosfatidilserina expuesta Fosfatidilserina expuesta Membranal, variable con fosfatidilserina expuesta Principales marcadores CD63, CD9, Alix y TSG101 Integrinas, selectinas y CD40-L Histonas Origen intracelular Endosomas Membrana plasmática Membrana plasmática 1.3.1. Función de las vesículas extracelulares En un principio, se creía que la única utilidad que podían tener las vesículas extracelulares era ser una herramienta de desecho de metabolitos celulares. Diversas observaciones del comportamiento celular ante la exposición a estas vesículas, y Tabla 1. Características Generales de Vesículas Extracelulares*Aislados por ultracentrifugación. Tabla modificada de Théry C, et al, 2009. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 22 estudios en modelos animales en casos de enfermedades como cáncer, entre otros, han llevado a proponer que las vesículas extracelulares participan en la comunicación celular y transferencia de proteínas biológicamente activas, lípidos y RNA (mRNA y miRNA principalmente), de una célula a otra. Estas biomoléculas contribuyen en procesos como la presentación antigénica y sensibilización local de células para la amplificación de la respuesta inmune; inducción de la expresión de proteínas mediante mRNA o transductores transportados en las vesículas, etc.26,27 Por ejemplo, se ha encontrado que las células dendríticas liberan exosomas que contienen proteínas con función protectora ante el sistema del complemento en las células diana, y a su vez favorecen la presentación de antígenos o la estimulación de células T. Así mismo, se ha observado que, en casos de cáncer, los exosomas liberados por las células afectadas pueden contener biomoléculas que favorecen la aparición de eventos adversos en otras células. Estas biomoléculas se pueden emplear como marcadores específicos útiles en el diagnóstico y diferenciación de un cáncer respecto a otro o de otras patologías con sintomatología similar.26-28 La interacción entre las células vecinas y las vesículas secretadas por otra puede desencadenar diversos eventos, como unión de ligandos solubles o adheridos en la membrana vesicular y que unen receptores celulares, estimulando cadenas de señalización, por ejemplo, en los casos de presentación antigénica. De la misma manera, las vesículas pueden liberar su contenido en el interior de una célula vecina, desencadenando diversos efectos y respuestas. La internalización puede ocurrir mediante diversos procesos como fusión de membranas, fagocitosis, macropinocitosis o endocitosis mediada por receptores.7,29 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 23 La fusión de membranas puede darse por el propio carácter lipofílico de las vesículas y la presencia de lípidos fusogénicos (como fosfatidiletanolamina y fosfatidilcolina) en su membrana. Mecanismos como la endocitosis, fagocitosis y macropinocitosis, dependen de la unión específica de receptores celulares y ligandos presentes en la superficie de las vesículas, tales como reconocimiento de la fosfatilserina en las membranas vesiculares mediada por receptores celulares de tipo tirosina cinasa, opsonización mediada por anticuerpos y por unión a factores del sistema del complemento relacionada con receptores celulares específicos para inmunoglobulinas y factores del complento.23,29 Esta diversidad de mecanismos de interacción de las vesículas extracelulares les confiere especificidad para interactuar con las células blanco, mediante receptores o moléculas que unen los ligandos adheridos a las vesículas. Las diferentes vías de internalización de las vesículas extracelulares también determinan una gran variedad de posibilidades para el destino de su contenido que puede ser reciclado, usado en la activación de vías de señalización y regulación de expresión genética, degradación, etc. El mecanismo de selección para la vía preferente de interacción entre una vesícula y una célula aún es una incógnita.29 1.3.2. Composición y marcadores moleculares de vesículas extracelulares Los diversos tipos de vesículas extracelulares también tienen diferentes mecanismos de biogénesis. El mecanismo de biogénesis influye en el tamaño y contenido de las vesículas, así como los marcadores moleculares que presentan y que en muchos casos permiten diferenciar un tipo de vesícula de otra.23,25 QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 24 Los exosomas, por ejemplo, se originan a partir de invaginaciones producidas en endosomas maduros. En la formación y maduración de los denominados cuerpos multivesiculares al interior de la célula donde comienza la formación de exosomas, participa principalmente la maquinaria ESCRT. Este proceso los hace únicos en su composición proteica y lipídica, lo que ayuda a facilitar su distinción de otras vesículas extracelulares. Dentro del contenido común de un exosoma, se encuentran proteínas del citoesqueleto como actinas, cofilina 1, profilina 1, tubulina, etc.; proteínas transmembranales como PIGR (Receptor Polimérico de Inmunoglobulinas), LAMP1 (Proteína de Membrana Asociada Lisosomal) y CD59 (Inhibidor membranal de lisis reactiva o Proteína Inhibidora de MAC); enzimas como acetil colinesterasa, enolasas, aldolasas, LDH (Lactato Deshidrogenasa), ciclofilina A, peroxirredoxinas, etc.; reguladores transcripcionales; tetraspaninas como CD9, CD63 y CD81; entre otras, dependiendo del origen celular de los exosomas y estado fisiológico de las mismas.27,30,31 Pese a las diferencias que se presentan entre los exosomas provenientes de un tipo celular y otro o su estado fisiológico, se han identificado proteínas constitutivas que están presentes en la mayoría de los casos como aquellas relacionadas con su biogenésis, como Alix y TSG101, entre otras.30,32 Las llamadas microvesículas de manera general, se originan de gemaciones producidas en la membrana celular, lo que le confiere a este tipo de vesículas un repertorio de marcadores similar al de la propia membrana celular que la originó, y marcadores comunes que incluyen bombas de sodio y potasio, bombas de calcio y una composición lipídica rica en fosfatidilserina.30 Las microvesículas se forman por remodelación de la membrana plasmática; este proceso se dirige principalmente por cambios conformacionales en la actina y la miosina CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 25 (constituyentes del citoesqueleto). Se ha observado que este evento es principalmente dirigido por proteínas de la familia ARF, como ARF1 y ARF6. Dentro de sus principales biomarcadores, se encuentran proteínas como RhoA, ARF1, ARF6, Rab22a, integrinas, selectinas, ligando de CD40, VCAMP3, entre otras.33,34 Por su parte, las vesículas apoptóticas tienen un origen similar al de las MV, con la diferencia de que su formación ocurre junto con la separación de la membrana plasmática durante el proceso de muerte celular y la formación de los cuerpos apoptóticos. La gran diferencia que posee este tipo de vesículas extracelulares respecto a las otras es la presencia de marcadores como C3b, que ayudan a dirigir la fagocitosis de este tipo de vesículas. De la misma manera, en su repertorio de marcadores, pueden contar con histonas.34,35 1.4. Vesículas extracelulares y virus En la actualidad se conocen diversas maneras en que los virus se relacionan directa o indirectamente con las vesículas extracelulares, usando la maquinaria de biogénesis de vesículas, el mecanismo de transporte de biomoléculas (material genético o proteico), inducción de síntesis de otras biomoléculas por la misma célula, componentes vesiculares, etc.6,25 Por ejemplo, estudios recientes han demostrado que los exosomas liberados de células infectadas con virus de RNA, como HIV, HAV, HCV, HTLV y DEN, contienen y liberan diversos factores reguladores como vRNA, proteínas virales, y miRNAs tanto celulares como virales. En conjunto con otros elementos genéticos reguladores propios de la célula hospedera, estos componentes ayudan a establecer una infección productiva QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 26 y modular la respuesta inmune; es decir, los exosomas pueden tanto diseminar como limitar una infección.26 De manera similar, existe evidencia de múltiples virus de RNA de cadena sencilla y polaridad positiva que son capaces de asociarse a membranas intracelulares para organizar entornos óptimos de replicación. Estos virus poseen la habilidad de asociarse a otros cuerpos lipídicos durante su egreso celular o enel medio extracelular. Tal es el caso de virus como el de hepatitis E (HEV), que para su salida de la célula emplea la ruta de liberación de exosomas;8 hepatitis C (HCV), que se ha visto asociado a exosomas durante su egreso y cuya infección puede ser transmitida por esta vía.36,37 En general, los exosomas podrían estar relacionados con la internalización y liberación de virus como Hepatitis C y E, así mismo podrían influir en el mecanismo de egreso de virus como VIH.38 Por otro lado, se ha observado que el virus de la hepatitis A, que es un virus de RNA, no envuelto, es liberado por mecanismos asociados a microvesículas y exosomas. El virus es empacado en vesículas y durante una parte de su ciclo extracelular le confieren características similares a las de un virus envuelto (figuras 4 y 5). Se cree que este mecanismo de pseudo envoltura podría ayudar al virus en la evasión de la respuesta inmune.39,40 La importancia de las observaciones relacionadas con las MV, exosomas y los diferentes virus de hepatitis, para el presente trabajo, radica en las similitudes que se han observado entre HEV y HAstV, como características estructurales y de secuencia aminoácidos en las proteínas de cápside (figura 4); mismo tipo de material genético (RNA cadena sencilla polaridad positiva) y un ciclo de replicación parecido.9 Estos aspectos permiten pensar en la posibilidad de que estos virus compartan características en su CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 27 mecanismo de salida, como el uso de exosomas, MV o la vía de biogénesis y egreso de estas vesículas extracelulares.41 Figura 4. Similitud estructural entre la cápsides de astrovirus y hepatitis E A) Reconstrucción de la cápside de astrovirus serotipo 8 inmaduro y HEV, por crio electro microscopía. Ambas cápsides comparadas presentan una estructura icosaédrica y morfología similar en la reconstrucción tridimensional con espículas (viriones de la parte superior) y sin espículas (viriones de la parte inferior). Los colores pareados que se indican en la cápside de astrovirus, representan el posible sitio de unión de las espículas con la nucleocápside. B) Si se compara la secuencia de aminoácidos de la proteína estructural de la cápside de astrovirus (VP70), con los diferentes dominios estructurales de la cápside de HEV, el alineamiento presenta una similitud del similitud del 21% en el dominio S y 13% en los dominios M y P de la proteína estructural de HEV. Las regiones de sombreado gris representan las regiones variables (no conservadas entre los diferentes astrovirus) de la VP70. Modificado de Dryden KA, et al, 2012. A B 21% 13% QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 28 En algunos estudios del laboratorio se ha observado que al utilizar un gradiente de densidad para purificar HAstV de sobrenadante de cultivos infectados, hay una fracción flotante (menos densa) de virus, que se asocia a cuerpos lipídicos aún no caracterizados. La presencia de estos cuerpos lipídicos reduce el efecto de la tripsina en la activación de los virus purificados. Al analizar las proteínas que se encuentran asociadas en estas fracciones menos densas, se ha observado la presencia de proteínas virales al tratarse con tripsina, muestran un procesamiento parcial, es decir, hay una parte de proteínas virales que no llegan a ser procesadas. Si las fracciones son tratadas con detergente y posteriormente con tripsina, ocurre un procesamiento total de las proteínas virales (VP90 procesada a VP70, que a su vez se procesa en VP25 y VP27 completamente), lo que sugiere la protección o resistencia a la tripsina en el HAstV presente en estos cuerpos lipídicos.11 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 29 1.5. Unidades Colectivas Infecciosas Otro de los procesos relacionados con las vesículas extracelulares en procesos infecciosos, es su capacidad de formar las denominadas unidades colectivas infecciosas (UCI). En general, las UCI se definen como organizaciones o estructuras que permiten Figura 5. Pseudoenvoltura del virus de Hepatitis A En la parte superior se muestra una microscopía electrónica de viriones de HAV envueltos en membranas de origen vesicular (eHAV), comparados con un virión desnudo del mismo virus (lado derecho).39 En la parte inferior se muestran diferentes vías posibles de egreso de HAV en las que se propone el mecanismo mediante el cual el virus adquiere su pseudoenvoltura (asociación con vesículas extracelulares). a) cuerpos multivesiculares y exosomas, b) gemación de la membrana plasmática como microvesículas, c) asociación a autofagosomas (aunque este mecanismo no ha sido comprobado completamente), y d) desnudamiento en el espacio extraelular.40 QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 30 la transmisión de múltiples genomas virales a una misma célula blanco. La estructura de una UCI puede funcionar de diversas maneras: como la presencia de varios genomas del mismo virus en una sola cápside (viriones poliploides), formación de agregados de virus, viriones cristalizados en cuerpos de inclusión, virus agrupados en membranas o vesículas, transmisión de virus de una célula a otra a través uniones intersticiales, entre otros mecanismos.42 Estas organizaciones brindan múltiples ventajas a los virus en su propagación, como la compensación de mutaciones entre diversos genomas, la compensación funcional de proteínas transportadas, resistencia física (tolerancia a condiciones ambientales), evasión de respuesta inmune (innata y adaptativa), entre otras.43 Por definición, el transporte de múltiples genomas o partículas virales en estas estructuras permite aumentar la multiplicidad de infección (MOI), debido a que más de un genoma viral llega a una misma célula. Dadas las complementaciones posibles (de mutaciones y proteínas disfuncionales), es más probable producir una infección cuando más de un virus o un genoma llegan a una misma célula, que cuando se habla de partículas individuales donde las unidades defectivas (virus disfuncionales en algún sentido o con genomas dañados), llegan a una célula y pueden no causar infección productiva (sin posibilidad de producir viriones que infecten más células).43,44 De esta forma se puede asumir que las UCI son más infectivas que unidades virales individuales (infectan con mayor eficiencia), pero pueden infectar un menor número de células en algunos casos, según las mutaciones y defectos en las unidades que las componen. De la misma manera, pueden presentarse casos en que favorezcan la propagación o conservación de unidades menos infectivas o con menor adaptación que otras.42-44 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 31 II. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA El ciclo replicativo de astrovirus es un proceso que hasta la fecha cuenta con diversas incógnitas. Por ejemplo, se ha observado que durante la replicación de HAstV, las partículas virales se asocian a estructuras membranosas en el interior de la célula cuya identidad no es clara. Así mismo, en el medio de crecimiento de células infectadas con HAstV una fracción del virus se asocia a estructuras de baja densidad (probablemente lípidos), y la activación de la infectividad por tratamiento del virus con tripsina, se ve disminuida en estas fracciones.11 Actualmente, se conoce que virus con genoma de ssRNA+, emplean la maquinaria de biogénesis de exosomas para su egreso celular. Uno de estos virus que emplean la maquinaria de egreso de exosomas es el HEV. Adicionalmente, se ha observado que HEV tiene similitud con HAstV, en cuanto a estructura y de secuencia de aminoácidos en las proteínas de la cápside.9 Es importante mencionar que las proteínas estructurales en la cápside del virus son fundamentales en su mecanismode infección, ensamblaje y egreso celular.10 Con estas bases se planteó el presente proyecto, cuya finalidad es caracterizar el comportamiento de las vesículas extracelulares producidas durante la infección con HAstV serotipo 8 (cepa Yuc8), y determinar si existe algún tipo de asociación de HAstV o componentes virales (viriones, material genético o proteínas), con capacidad infecciosa. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 32 III. HIPÓTESIS La infección con HAstV Yuc8 afecta la producción de vesículas extracelulares (exosomas y microvesículas) que pueden acarrear partículas virales capaces de producir infección en células permisivas y parcialmente permisivas al virus. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 33 IV. OBJETIVOS 4.1. Objetivo general Caracterizar la producción, asociación con componentes virales e infectividad de las vesículas extracelulares (exosomas y microvesículas) liberadas durante la infección con HAstV Yuc8. 4.2. Objetivos específicos 1. Implementar un método de purificación de vesículas extracelulares acorde al modelo biológico de trabajo. 2. Determinar si HAstV Yuc8 se asocia a vesículas extracelulares producidas por células Caco-2 infectadas con el virus. 3. Identificar si la infección con HAstV Yuc8 afecta la producción de vesículas extracelulares comparada con células no infectadas. 4. Determinar si la asociación de HAstV Yuc8 con vesículas extracelulares es infectiva en células permisivas (Caco-2) y parcialmente permisivas (MA104) a la infección con el virus. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 34 V. MATERIALES Y MÉTODOS 5.1. Cultivo celular Para este estudio se emplearon células Caco-2 y MA104. Las células Caco-2 (aisladas de intestino grueso humano), se cultivaron a 37 °C en un ambiente con 10% de CO2 y empleando DMEM de alta glucosa (Sigma Aldrich, Cat. D7777-10X1L), adicionado con aminoácidos no esenciales y 15% de suero fetal bovino (Gibco, Cat. 26140-079). Las células MA104 (aisladas de riñón de mono verde), se crecieron a 37 °C con un ambiente al 5% de CO2 y empleando DMEM advance (Gibco, Cat. 12491-015) con 5% de suero fetal bovino.46 5.2. Propagación de virus Para la obtención del HAstV Yuc8 de trabajo se empleó lisado viral proveniente de dicha cepa aislada en el laboratorio y propagado en células Caco-2.46 El lisado viral se activa con 200 μg/mL de tripsina (Gibco, Cat. 27250-018), por una hora a 37 °C, posterior a lo cual la tripsina se inactiva con una cantidad equivalente de inhibidor de tripsina (Sigma Aldrich, Cat. T9003-250MG). Las células Caco-2 crecidas en un área de 150 cm2, se lavan tres veces con MEM sin suero (SAFV, Cat. 56419C-10L). Se coloca suficiente lisado viral activado en las células para una MOI 3, dejando adsorber el virus por una hora a 37 °C. Finalmente, se retira el lisado viral y se lavan las células dos veces con MEM sin suero. Las células infectadas se incuban con 10 mL de MEM sin suero, por 48 horas a 37 °C en un ambiente con 10% de CO2. Para la cosecha del nuevo lisado viral, se lisan los cultivos infectados por congelación-descongelación a -70 °C (tres veces). El lisado viral se alícuota y se titula por focos infecciosos en placa. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 35 5.3. Titulación de HAstV Yuc8 por focos infecciosos en placa Para conocer el título viral de una muestra con HAstV Yuc8 en unidades formadoras de foco por volumen de muestra (UFF/mL), se crecen células Caco-2 en placas de 96 pozos y se activa la muestra a titular en las condiciones mencionadas anteriormente (200 μg/mL de tripsina, una hora a 37 °C) y se inactiva la tripsina en la muestra con la cantidad equivalente de inhibidor de tripsina. Se preparan diluciones seriadas de la muestra activada, empleando MEM sin suero como vehículo. Las células Caco-2 crecidas en las placas de 96 pozos se lavan 3 veces con MEM sin suero (100 μL por pozo) y posteriormente se transfieren las diluciones seriadas de la muestra con virus (50 μL por pozo). El virus se deja adsorber una hora a 37 °C, tras lo cual se retira el virus no adsorbido por las células y estas se lavan dos veces con MEM sin suero (100 μL por pozo), para finalmente incubarse con 150 μL de MEM sin suero por 18 horas a 37 °C en un ambiente de CO2 al 10%.47 Una vez transcurrida la infección de las células en las placas, se retira el medio de los pozos y se fijan las células con formaldehido (J. T. Baker, Cat. 2106-02) al 2% en PBS (100 μL por pozo), por 20 minutos a temperatura ambiente. Tras fijar las células, se lavan tres veces con PBS (100 μL por pozo) y se permeabilizan con Tritón X-100 (Sigma Aldrich, Cat. T8787) al 0.2% en PBS (100 μL por pozo), por 15 minutos a temperatura ambiente. Posteriormente las células se lavan tres veces con PBS (100 μL por pozo) y se incuban toda la noche a 4 °C con 50 μL de anti-Yuc848 en dilución 1:3,000 en PBS. Para marcar los focos infecciosos, se retira el anticuerpo de la placa, se lavan las células tres veces con PBS (100 μL por pozo) y posteriormente se colocan 50 μL de proteína A peroxidasa (GE Healthcare, Cat. NA9120) en dilución 1:2,500 como agente secundario. Se incuba la placa a 37 °C por 2 horas. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 36 Finalmente, tras la incubación con proteína A peroxidasa, se lavan las células tres veces con PBS (100 μL por pozo) y se revela la peroxidasa con una mezcla de buffer de acetatos, carbazol y peróxido de hidrógeno. Los focos infecciosos se observan al microscopio y se contabilizan para conocer el título viral de la muestra evaluada, considerando los factores de dilución, aumento (objetivo del microscopio) y focos contados. 5.4. Cinética de liberación y evaluación de virus resistente a tripsina 5.4.1. Virus en sobrenadante total Se activó lisado viral de HAstV Yuc8 con 200 μg/mL a 37°C por una hora, para infectar células Caco-2 a una MOI 5. La tripsina presente en el lisado se inactivó con una cantidad equivalente de inhibidor de tripsina. Las células Caco-2 cultivadas en placas de 12 pozos se lavaron tres veces con 500 μL de MEM sin suero por pozo y el virus se dejó adsorber por una hora a 37°C. Pasado el tiempo de adsorción, las células se lavaron dos veces con MEM sin suero, para finalmente colocar 1 mL de MEM por pozo. Las células infectadas se incubaron a 37°C y se recolectaron sobrenadantes y lisados de celulares a las 12, 15, 18, 21 y 24 horas post infección.17,46 Se dividió cada sobrenadante en dos alícuotas y se trató una alícuota con Tritón X-100 al 0.1% y otra con un volumen equivalente de MEM sin suero (condición control), incubándose por 30 minutos a 37°C. Posteriormente, se titularon todas las muestras (sobrenadantes y lisados) de acuerdo al procedimiento descrito en el apartado 5.3. Adicionalmente, se determinó el porcentaje de LDH presente en el medio y total en los cultivos infectados empleando el In vitro Toxicology Assay kit, Lactic Dehydrogenase based (Cat. TOX7-1KT), de acuerdo a las indicaciones del fabricante. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 37 Las muestras se analizaron por espectrofotometría en un equipo FLUOstar Omega de BMG Labtech, comparándose los resultados de los cultivos infectados con un control Mock incubado 24 horas a 37 °C. 5.4.2. Virus en sobrenadante filtrado Se cultivaron células Caco-2 en áreas de 25 cm2 y se infectaron con HAstV Yuc8 activado, a una MOI 5. Se incubaron las células infectadas a 37 °C y se recolectaron sobrenadantes a 12, 15 y 18 horas postinfección. Los sobrenadantes recolectados se centrifugaron a 500 xg por 5 minutos, descartando el precipitado, posteriormente se realizó una centrifugación a 2,000 xg por 30 minutos, en la que nuevamente se descartabael precipitado.49 El sobrenadante recolectado tras la segunda centrifugación se pasó por microfiltros de 0.2 μm y el filtrado se incubó a 4°C toda la noche con polietilenglicol (PEG 6000) al 8% y NaCl 0.5 M, para finalmente centrifugarse a 10,000 xg por una hora.49,50 En la figura 6 se muestra un esquema ilustrativo del proceso de centrifugación y filtración de sobrenadantes, indicando el contenido teórico de cada fracción centrifugada.49,51 Este precipitado final se resuspendió en 50 μL de PBS estéril y se empleó para ensayos de microscopía electrónica y titulación por focos infecciosos en placa, tratado con y sin Tritón X-100 como se describió en el punto anterior. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 38 5.5. Purificación de vesículas extracelulares por centrifugación diferencial Para el trabajo con vesículas extracelulares se emplearon células Caco-2 crecidas en áreas de 150 cm2 e infectadas con HAstV Yuc8 a MOI 5, de acuerdo al procedimiento descrito en el apartado 5.2, considerando un tiempo de 18 horas para la incubación de la infección. En los casos de infección simulada (Mock), las células se sometieron a las mismas condiciones que las empleadas para infección, pero utilizando lisados celulares sin virus.46 Figura 6. Separación de componentes de un sobrenadante por centrifugación y microfiltración El sobrenadante de cultivo celular se centrifugó primero a 500 xg por 5 minutos, después a 2,000 xg por 30 minutos. Los dos pellets obtenidos en estas centrifugaciones se descartaron. El sobrenadante remanente de se filtró con un microfiltro de 0.2 μm y se incubó toda la noche con un volumen equivalente de PEG al 16%, finalmente, la muestra con PEG se centrifugó a 10,000 xg por una hora. En los círculos se indica el contenido teórico separado con cada paso del procedimiento.49,51 EL contenido de virus se indica considerando la aplicación del procedimiento en un sobrenadante de células infectadas. En los sobrenadantes de células no infectadas (Mock) no hay virus en ninguna fracción. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 39 Se recolectaron sobrenadantes de células Caco-2 infectadas con HAstV Yuc8 a las 18 horas post infección (hpi). Se centrifugaron primero a 500 xg por 5 minutos, descartando el precipitado (precipitado 1), seguido de 2,000 xg por 30 minutos (precipitado 2). En este punto, se puede decir que el sobrenadante remanente se compone principalmente de microvesículas, exosomas, virus y sustancias solubles. Para poder separar las vesículas extracelulares por su tamaño y densidad, primero se centrifugó el sobrenadante remanente a 20,000 xg por 1 hora, es esta ocasión recuperando el precipitado para resuspenderlo en 50 μL de PBS estéril y se almacenó a 4°C (precipitado 3).49 El sobrenadante recolectado tras separar el precipitado 3 se incubó toda la noche a 4°C con polietilenglicol (PEG 6000) al 8% y NaCl 0.5 M, para finalmente centrifugarse a 10,000 xg por una hora. Se decantó el sobrenadante y se resuspendió el precipitado (precipitado 4) en 50 μL de PBS estéril.50 En la figura 7 se muestra un esquema general del procedimiento de centrifugación diferencial y el contenido teórico de las fracciones separadas.49,51 Se emplearon los marcadores Alix y CD63 para determinar por Western blot SDS- PAGE la eficacia de la centrifugación diferencial realizada. Adicionalmente, se utilizaron muestras procesadas de la misma manera para análisis de título por focos infecciosos en placa, ensayos de resistencia a tripsina con y sin tritón (apartado 5.4), revelado por Western Blot (apartado 5.6), análisis de trayectorias de nanopartículas (apartado 5.11), entre otros. QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 40 5.6. Western Blot SDS-PAGE Cada muestra por evaluar se trató con buffer de carga para electroforesis y se separaron a 130 mV en un gel de poliacrilamida al 10%. Se realizó electro transferencia a una membrana de nitrocelulosa en condiciones húmedas a 150 mA constantes por una hora. La membrana se bloqueó con leche descremada baja en grasa al 5% en PBS y se incubó con los anticuerpos primarios a probar. Figura 7. Separación de componentes de un sobrenadante por centrifugación diferencial y precipitación El sobrenadante de cultivo celular se centrifugó primero a 500 xg por 5 minutos, después a 2,000 xg por 30 minutos y posteriormente a 20,000 xg por una hora. El sobrenadante remanente se incubó toda la noche con un volumen equivalente de PEG al 16%, finalmente, la muestra con PEG se centrifugó a 10,000 xg por una hora. En los círculos se indica el contenido teórico separado con cada paso del procedimiento y la denominación general para ese pellet.49,51 EL contenido de virus se indica considerando la aplicación del procedimiento en un sobrenadante de células infectadas. En los sobrenadantes de células no infectadas (Mock) no hay virus en ninguna fracción. VEG, vesículas extracelulares grandes; VEP, vesículas extracelulares pequeñas. CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 41 Para exosomas se empleó CD63 (policlonal, Santa Cruz Biotechnology, Cat. sc- 15363) y Alix (policlonal, Aviva Systems Biology, Cat. OAAB15405) y virus (Anti-Yuc848) en diluciones 1:1,000 en PBS con 0.1% de leche. Cada muestra se reveló con su respectivo anticuerpo secundario anti-conejo asociado a peroxidasa (KPL, 04-15-06), en diluciones 1:2,500 en PBS con 0.1% de leche.6 5.7. Procesamiento de proteínas virales Tras el procedimiento de centrifugación diferencial, la fracción VEG o precipitado 3 proveniente de cultivos infectados se resuspendió en 50 μL de PBS. Se alicuotó la fracción resuspendida y se trató con Tritón X-100 al 0.1%, 0.2% y 0.5% (incubados 30 minutos a 37°C) y posteriormente se adicionó tripsina (100 μg/mL, incubados 1 h a 37 °C). La tripsina en cada alícuota se inactivo con cantidades equivalentes de inhibidor de tripsina. Las muestras se analizaron por Western-Blot SDS-PAGE, empleando un gel de poliacrilamida al 12.5% y de acuerdo a las condiciones descritas en el apartado 5.6. De la misma forma se analizó una alícuota sin tripsina ni Tritón X-100 como control negativo de los tratamientos evaluados.11 5.8. Microscopía electrónica de transmisión (MET) Se cultivaron células Caco-2 en frascos T150 y se infectaron con HAstV Yuc8 o con Mock de la misma manera descrita para las pruebas anteriores. Los sobrenadantes se recolectaron a las 18 horas post infección y se procesaron como se indica en el procedimiento 5.5. Los precipitados VEG y VEP se resuspendieron individualmente en un volumen de 500 μL completado con TBS y se volvieron a purificar empleando el MagCaptureTM Exosome Isolation Kit PS (Cat. 293-77601), de acuerdo a las indicaciones QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 42 del fabricante, para obtener fracciones vesiculares limpias de virus o proteínas coprecipitadas. Las muestras eluidas de VEG y VEP purificadas con el kit se fijaron en rejillas de cobre para microscopía electrónica y se tiñeron negativamente con acetato de uranilo.52 Las muestras se observaron en un microscopio JEM-ARM200F a un aumento de 6,300X y 8,000X. 5.9. Infectividad asociada a vesículas extracelulares 5.9.1. Vesículas provenientes de células infectadas Se purificaron vesículas extracelulares provenientes de cultivos infectados, empleando centrifugación diferencial, en las condiciones descritas anteriormente. Las fracciones denominadas VEG y VEP, para los precipitados 3 y 4 respectivamente, se llevaron a un volumen de 500 μL de TBS y se trataron con perlas magnéticas afines a vesículas, empleando el MagCaptureTM Exosome Isolation Kit PS (Cat. 293-77601) de acuerdo a las instrucciones del fabricante. Cada fracción purificada se dividió en dos muestras y se trató una con Tritón X- 100 al 0.1% y otra con un volumen equivalente de MEMsin suero, incubándolas por 30 minutos a 37°C. Posteriormente, el volumen de cada fracción con y sin Tritón X-100 se volvió a dividir en dos y se incubó una muestra con anticuerpo neutralizante anti-Yuc839 en dilución 1:1,500 y otra con un volumen equivalente de MEM sin suero, se incubaron 1 hora a 37°C.11 Para determinar la infectividad de las vesículas purificadas, se emplearon células Caco-2 y MA104 (permisivas y parcialmente permisivas a la infección con HAstV Yuc8, respectivamente), crecidas a confluencia en placas de 96 pozos y cada muestra (4 CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 43 diferentes condiciones por cada fracción purificada) se diluyó a un volumen de 200 μL con MEM sin suero. Se lavaron las células dos veces con MEM sin suero colocó y se colocó 50 μL de muestra por pozo. Las muestras se dejaron adsorber por 2 horas a 37°C53,54 y posteriormente se lavaron las células dos veces con MEM sin suero, para finalmente dejar incubar la infección por 18 horas a 37 °C.47 Se realizó un control de virus purificado HAstV Yuc8 con y sin activar, tratado en las mismas condiciones que las muestras. Cada placa se reveló de la misma forma descrita previamente para el ensayo de titulación por focos infecciosos en placa. 5.9.2. Vesículas de cultivos no infectados Se recolectaron sobrenadantes de cultivos Mock de Caco-2 incubados 18 horas y se separaron vesículas extracelulares de la misma forma descrita anteriormente (centrifugación diferencial y el uso del MagCaptureTM Exosome Isolation Kit PS). Las vesículas obtenidas se incubaron con una cantidad conocida de virus purificado (y sin activar con tripsina), por una hora a 37 °C, posteriormente se tomaron alícuotas para realizar tratamiento con y sin Tritón X-100 al 0.1% y con y sin anticuerpo neutralizante, como se describió en el punto anterior. Cada muestra se empleó para infectar células Caco-2 y MA104 crecidas en una placa de 96 pozos, tomando nuevamente 2 horas a 37°C como tiempo de adsorción53,54 y 18 horas de infección.47 Cada placa se reveló de la misma forma descrita previamente para el ensayo de titulación por focos infecciosos en placa. 5.10. Inmunofluorescencia Células Caco-2 se sembraron en placas de 48 pozos, con cubreobjetos al fondo y se incubaron a 37 °C y 10% de CO2, hasta confluencia. Las células confluentes se QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 44 infectaron con Yuc8 o trataron con Mock de acuerdo al protocolo descrito previamente para infección. Se incubaron por 18 h a 37 °C, tras lo que se fijaron las células con paraformaldehído al 2% en PBS, se permeabilizaron con Tritón X-100 al 0.2% en solución de bloqueo (albúmina bovina sérica al 0.1% en NH4Cl 50 mM en PBS). Las células fijadas y permeabilizadas se incubaron a 4 °C toda la noche, con anti- CD63 monoclonal de ratón (Merck, Cat. CBL553), anti-Yuc-848 policlonal de conejo y anti- PDI 1D3 monoclonal de ratón (Enzo Life Sciences, Inc., Cat. ADI-SPA-891-J). Los anticuerpos se emplearon diluidos 1:1,000 en solución de bloqueo. Para el marcaje fluorescente se lavaron las células y se incubaron 2 horas a temperatura ambiente con anti-conejo acoplado a ALEXA 488 (Invitrogen, Cat. A11034) y anti-ratón acomplado a ALEXA 568 (Invitrogen, Cat. A11031), diluidos 1:1,000 en solución de bloqueo. Los núcleos celulares se tiñeron con DAPI y finalmente las muestras se fijaron en portaobjetos embebidos con AFI. Las muestras se observaron en un microscopio de epifluorescencia ZEISS AxiosKop 2 a un aumento de 100X. 5.11. Análisis de Trayectoria de Nanopartículas (NTA) Se realizó un análisis de trayectoria de nanopartículas comparando las muestras purificadas (VEG y VEP) provenientes de sobrenadantes de células infectadas con HAstV Yuc8 a MOI 5 y en condiciones Mock.46 El análisis se realizó en la Universidad Iberoamericana, campus Satélite, con apoyo del Dr. Iván Quevedo Partida, empleando un equipo NanoSight NS300. Se tomaron de 3-5 videos de 60’’ cada uno, midiendo un promedio de 20-40 partículas por marco. Las muestras se analizaron de forma estática (sin flujo) y diluidas 100-200 veces en PBS estéril y filtrado con poro de 0.2 μm. Adicionalmente se analizó un blanco de PBS CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 45 estéril y filtrado para considerar las partículas propias de este medio de dilución que pudieran estar presentes formando ruido en las mediciones. 5.12. Presentación de datos y análisis estadístico Para la presentación y análisis de datos de este trabajo, se empleó el software GraphPad Prism® 5. En las gráficas mostradas se representan promedios de los valores observados en 3 o más repeticiones experimentales (con sus respectivas replicas o duplicados), según se indique. Las barras de error en los gráficos representan el error estándar de la media (SEM) de los datos que se muestren. A menos que se indique lo contrario, para las pruebas estadísticas se realizó análisis de varianzas (ANOVA), con 0.05 de significancia (p). QFB CARLOS ENRIQUE BAEZ NAVARRO 46 VI. RESULTADOS 6.1. Cinética de liberación y evaluación de virus resistente a tripsina 6.1.1. Virus en sobrenadante total Como se mencionó anteriormente, en trabajos anteriores se ha observado que una fracción del HAstV Yuc8 presente en sobrenadantes de células infectadas flota en gradientes de densidad y muestra resistencia al tratamiento con tripsina. Si se emplea detergente como el Tritón X-100, la sensibilidad a la activación con tripsina se recupera y en el gradiente de densidad, la fracción flotante del virus desaparece, por lo que se sugirió que el virus en sobrenadantes podría estar asociado a partículas de carácter lipídico, como membranas o vesículas.11 Dado que ya se conoce la cinética de liberación para astrovirus que es activado con tripsina en sobrenadantes,17 se buscó determinar si la cantidad de virus asociado a partículas lipídicas (resistente a tripsina), en sobrenadantes de células infectadas cambiaba con el tiempo. Se infectaron células Caco-2 con HAstV Yuc8 a MOI 5, y los sobrenadantes totales se recolectaron a las 12, 15, 18, 21 y 24 horas postinfección. Cada muestra de sobrenadante se dividió en dos alícuotas, una alícuota se activó con tripsina y otra se trató con Tritón X-100 al 0.1% antes de ser activada con tripsina. La cantidad de virus en cada muestra se determino por ensayo de focos infecciosos en placa. Se observó que el virus activado solo con tripsina no tiene un aumento significativo (aumento <106 UFF/mL), a partir de las 12 horas post infección (ANOVA, p>0.05). La cantidad de virus protegido, es decir, que requiere un tratamiento previo con Tritón X-100 para ser activado con tripsina, aumenta con el tiempo, sin diferencias significativas a partir de las 18 hpi (ANOVA, p>0.05). A partir de las 15 hpi el título de CARACTERIZACIÓN DE VESÍCULAS EXTRACELULARES DURANTE LA INFECCIÓN CON HAstV 47 este virus que requiere un tratamiento con Tritón X-100 antes de ser activado con tripsina, es aproximadamente 1.8 mayor que el título del virus activado solo con tripsina (Figura 8). Estos coinciden con otros estudios donde se ha reportado que el título viral en sobrenadantes y células infectadas no tiende a cambiar en orden de magnitud después de las 12 horas de infección.17,18 Es decir, la mayoría del virus que liberan las células ya está presente en el sobrenadante a partir de las primeras 12 horas post infección. 6.1.2. Virus en sobrenadante filtrado Tras analizar la cinética de virus resistente a tripsina presente en sobrenadantes de células infectadas, se buscó determinar si las partículas de carácter lipídico que impedían la activación de una parte del virus podían ser de carácter vesicular. En primera instancia se empleó un método de exclusión
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