Assembly and release of Dengue virus: Role of Alix protein / Ensamblaje y liberación del virus dengue: controversia sobre la participación de la proteína alix

RESUMEN Algunos virus envueltos usurpan la maquinaria celular ESCRT (complejo de clasificación endosomal requerido para el transporte) para llevar a cabo funciones como la transcripción, la traducción, el ensamblaje y la liberación de partículas virales desde las células huésped. Aunque esta estrategia ha sido estudiada principalmente en retrovirus, son varios los virus envueltos que la usan. El objetivo del trabajo fue explorar la participación de una proteína accesoria de ESCRT, la proteína Alix, en la transcripción, traducción, ensamblaje y liberación del virus dengue (DENV), así como su interacción con la proteína viral NS3. Células A549 infectadas con DENV2 fueron tratadas con pequeños ARN de interferencia (siRNA) para disminuir la expresión ("knock-down") de la proteína Alix. Simultáneamente, se obtuvo una línea A549 que expresaba una proteína NS3 recombinante y sobre este sistema se hicieron ensayos de inmunoprecipitación y "pull-down" para detectar interacción entre NS3 y Alix. Los resultados mostraron que el "knock-down" de Alix no tuvo efecto notable en la transcripción o la traducción viral, pero sí en el ensamblaje y la liberación de DENV2, mientras que los ensayos de "pull-down" revelaron la interacción entre NS3 y Alix. La participación de Alix en la producción de DENV2 y su interacción con NS3 constituyen un potencial blanco para el diseño de estrategias dirigidas a controlar la propagación de DENV.

ABSTRACT Since the finding that HIV recruits cellular ESCRT (endosomal sorting complexes required for transport) machinery to accomplish viral budding, this strategy has emerged as an escape route for enveloped viruses also. The work aimed to explore the participation of the cellular protein Alix (a human protein that acts as an adapter in the ESCRT pathway) on the transcription, protein expression, assembly and release of Dengue virus (DENV), and explore for its potential interaction with the viral protein NS3. To this purpose, A549 cells were infected with DENV2 and treated with small interfering RNAs (siRNA) to generate an Alix stable knockdown cells line. Also, an A549 cells line expressing a histidine-tagged NS3 protein was obtained. Both cells lines were used in immunoprecipitation and pull-down assays to assess the interaction between NS3 and Alix. The results showed that Alix knockdown had no effect on viral transcription or viral protein expression but influenced the assembly and release of DENV2 negatively. Finally, pull-down assays revealed the interaction between NS3 and Alix. The finding of an Alix participation in the production of DENV2 and its interaction with NS3 provides a potential target for the design of control/inhibition strategies against DENV spread.

Anticuerpos policlonales contra la proteína recombinante NS3 del virus del dengue / Polyclonal antibodies against recombinant dengue virus NS3 protein

Resumen Introducción: El dengue es una enfermedad causada por uno de los cuatro serotipos del virus del dengue (DENV) y es endémica en, aproximadamente, 130 países. Su incidencia ha aumentado notablemente en las últimas décadas, así como la frecuencia y la magnitud de los brotes. A pesar de los esfuerzos, no existen tratamientos profilácticos ni terapéuticos contra la enfermedad y, en ese contexto, el estudio de los procesos que gobiernan el ciclo de infección del DENV es esencial para desarrollar vacunas o terapias antivirales. Una de las moléculas del DENV más prometedoras es la proteína no estructural 3 (NS3), la cual es indispensable para la replicación viral y es uno de los principales blancos inmunológicos durante la infección. Objetivo: Producir anticuerpos policlonales para contribuir a los futuros estudios sobre las interacciones entre la proteína NS3 y otras proteínas celulares. Materiales y métodos: Se expresaron dos proteínas recombinantes del dominio helicasa de NS3 del DENV de serotipo 2, las cuales se emplearon para inmunizar ratas y producir anticuerpos policlonales. Resultados: Los anticuerpos producidos fueron útiles en ensayos de Western blot e inmunofluorescencia y se reportó por primera vez un anticuerpo policlonal anti-NS3 que permitió la inmunoprecipitación de la proteína viral y la detecta con Western blot sin necesidad de inducir sobreexpresión de NS3 o de usar extractos de células marcados metabólicamente con radioisótopos. Conclusión: Las proteínas recombinantes expresadas y los anticuerpos producidos constituyen herramientas valiosas para estudiar procesos infecciosos del DENV que involucren a la proteína NS3 y evaluar pruebas dirigidas a interferir las funciones de esta proteína.

Abstract Introduction: Dengue is a disease caused by one of four serotypes of the dengue virus (DENV) and is endemic in approximately 130 countries. The incidence of dengue has increased dramatically in recent decades, as well as the frequency and magnitude of outbreaks. Despite all efforts, there are no prophylactic or therapeutic treatments for the disease. Accordingly, research on the processes governing the DENV infection cycle is essential to develop vaccines or antiviral therapies. One of the most attractive DENV molecules to investigate is nonstructural protein 3 (NS3), which is essential for viral replication and a major immune target for infection. Objective: To produce antibodies to support future studies on NS3 and its cellular interactions with other proteins. Materials and methods: Two recombinant proteins of the helicase domain of DENV NS3 serotype 2 were expressed, and used to immunize mice and produce polyclonal antibodies. Results: The antibodies produced were useful in Western blot and immunofluorescence tests. We report an NS3 antibody that immunoprecipitates the viral protein and detects it in Western blot with no need to over-express it or use cell extracts with metabolic radiolabeling.

Production of recombinant proteins from Plasmodium falciparum in Escherichia coli / Producción de proteínas recombinantes de Plasmodium falciparum en Escherichia coli

Introduction: The production of recombinant proteins is essential for the characterization and functional study of proteins from Plasmodium falciparum . However, the proteins of P . falciparum are among the most challenging to express, and when expression is achieved, the recombinant proteins usually fold incorrectly and lead to the formation of inclusion bodies. Objective: To obtain and purify four recombinant proteins and to use them as antigens to produce polyclonal antibodies. The production efficiency and solubility were evaluated as the proteins were expressed in two genetically modified strains of Escherichia coli to favor the production of heterologous proteins (BL21-CodonPlus (DE3)-RIL and BL21-pG-KJE8). Materials and methods: The four recombinant P. falciparum proteins corresponding to partial sequences of PfMyoA (Myosin A) and PfGAP50 (gliding associated protein 50), and the complete sequences of PfMTIP (myosin tail interacting protein) and PfGAP45 (gliding associated protein 45), were produced as glutathione S-transferase-fusion proteins, purified and used for immunizing mice. Results: The protein expression was much more efficient in BL21-CodonPlus, the strain that contains tRNAs that are rare in wild-type E. coli , compared to the expression in BL21-pG-KJE8. In spite of the fact that BL21-pG-KJE8 overexpresses chaperones, this strain did not minimize the formation of inclusion bodies. Conclusion: The use of genetically modified strains of E . coli was essential to achieve high expression levels of the four evaluated P . falciparum proteins and lead to improved solubility of two of them. The approach used here allowed us to obtain and purify four P . falciparum proteins in enough quantity to produce polyclonal antibodies in mice, and a fair amount of two pure and soluble recombinant proteins for future assays.

Introducción. La producción de proteínas recombinantes es fundamental para el estudio funcional de las proteínas de Plasmodium falciparum . Sin embargo, las proteínas recombinantes de P . falciparum están entre las más difíciles de expresar y, cuando lo hacen, usualmente se agregan dentro de cuerpos de inclusión insolubles. Objetivo. Evaluar la producción de cuatro proteínas de P. falciparum usando como sistema de expresión dos cepas de Escherichia coli genéticamente modificadas para favorecer la producción de proteínas heterólogas y establecer una reserva de proteínas recombinantes puras y solubles, y producir anticuerpos policlonales a partir de ellas. Materiales y métodos. Las proteínas recombinantes, las cuales correspondían a secuencias parciales de PfMyoA (Miosina-A) y PfGAP50 (proteína-asociada a glideosoma de 50 kDa) y a las secuencias completas de PfMTIP (proteína de interacción con miosina-A) y PfGAP45 (proteína asociada a glideosoma de 45 kDa), fueron expresadas como proteínas de fusión con la glutatión S-transferasa y luego purificadas y usadas para producir anticuerpos policlonales en ratón. Resultados. La expresión de las proteínas recombinantes fue mucho más eficiente en la cepa BL21-CodonPlus (la cual expresa tRNAs escasos en las bacterias silvestres), que en la cepa BL21-pG-KJE8. Por el contrario, aunque la cepa BL21-pG-KJE sobreexpresa chaperonas, no redujo la formación de cuerpos de inclusión. Conclusión. El uso de cepas de E . coli genéticamente modificadas fue fundamental para alcanzar altos niveles de expresión de las cuatro proteínas recombinantes evaluadas y permitió obtener dos de ellas en forma soluble. La estrategia utilizada permitió expresar cuatro proteínas recombinantes de P . falciparum en cantidad suficiente para inmunizar ratones y producir anticuerpos policlonales y, además, conservar proteína pura y soluble de dos de ellas para ensayos futuros.

Determinación del ensamblaje genético de aislados axénicos colombianos de Giardia intestinalis / Genetic assemblages of axenic Colombian cultures of Giardia intestinalis

Resumen Objetivo: Genotipificar muestras de Giardia aisladas de pacientes de tres regiones geográficas de Colombia. Materiales y métodos: Se examinaron 22 aislados de G. intestinalis, los primeros descritos cultivados axénicamente de origen colombiano por medio del análisis del polimorfismo de longitud de fragmentos de restricción (RFLP) del gen glutamato deshidrogenasa (gdh). Resultados y conclusión: El patrón del RFLP mostró que todos los aislados pertenecían al ensamblaje A, específicamente al AI; resultado confirmado por secuenciación. Con este estudio se pretende contribuir al conocimiento de los genotipos circulantes de Giardia intestinalis en Colombia.

Abstract Objective: To genotype samples of G. intestinalis isolated from patients of three Colombian regions. Materials and methods: 22 isolates of Giardia (all of them established as axenic cultures) were examined by analyzing restriction fragment length polymorphism (RFLP) of the glutamate dehydrogenase gene (gdh). Results and conclusion: The RFLP patterns showed that all of the Giardia isolates belonged to the assembly A, specifically to AI. This result was confirmed by sequencing. This study aims to contribute to the knowledge of circulating genotypes of Giardia intestinalis in Colombia.

Muerte celular programada en protozoarios: el caso de Giardia intestinalis / Programmed cell death in protozoa: Giardia intestinalis’s case

Giardia intestinalis es considerado uno de los eucariotas más antiguos y su poca complejidad representa una valiosa oportunidad para desentrañar los misterios de procesos vitales de eucariotas más complejos. Esta característica única de G. intestinalis y el hecho de que su genoma esté completamente secuenciado y disponible, y que todo su ciclo de vida puede ser reproducido in vitro, hacen de este parásito un modelo ideal para estudiar mecanismos celulares, entre ellos, la muerte celular programada. Desde el punto de vista morfológico y molecular, la apoptosis es uno de los tipos más complejos de muerte celular programada, la cual es un proceso normal durante el desarrollo celular, y tiene un papel esencial en el control de la proliferación celular y en la respuesta a retos inmunológicos o a daños celulares. Recientemente, se ha reportado que en protozoos, entre ellos Giardia, podría ocurrir un tipo de muerte celular programada similar a la apoptosis y los resultados de nuestros laboratorios apoyan esta hipótesis; sin embargo, no se han identificado hasta el momento las moléculas relacionadas con los procesos de apoptosis en estos parásitos. La presente revisión abarca una descripción de la morfología y estructura de las formas de vida de G. intestinalis, de su ciclo biológico, de la parasitosis que causa y de las estrategias quimioterapéuticas para su tratamiento. Asimismo, se hace un repaso de lo que hasta ahora se conoce sobre apoptosis en protozoarios, y específicamente en G. intestinalis, y se describen algunos resultados de nuestro grupo que apoyan la existencia de muerte celular programada en este parásito.

Giardia intestinalis is an early-branching eukaryote and its low complexity represents a valuable opportunity to unravel the mysteries of essential processes in more complex eukaryotes. In addition, the genome of G. intestinalis is completely sequenced and its entire life cycle can be reproduced in vitro. All these characteristics make of Giardia an ideal model for studying cellular mechanisms, such as programmed cell death. Apoptosis is one of the most complex types of programmed cell death and plays an essential role during cell development, cell proliferation and immune response. Recently it has been reported that in Giardia can take place events that resemble apoptosis and although our results support this hypothesis, molecules involved in this process have not yet been identified. This review includes a description of the morphology and structure of G. intestinalis, its life cycle, the disease that causes and the strategies for its treatment. In addition, we review what is known about apoptosis in protozoa, and specifically in G. intestinalis, and describe some results from our group supporting the existence of apoptosis-like programmed cell death in this parasite.

Genotipificación de los genes msp1 (bloque 2) y dhfr (codón108)de Plasmodium falciparum en muestras de campo recolectadas en cuatro localidades endémicas de Colombia / Genotyping of the Plasmodium falciparum msp1 (block 2) and dhfr (codon 108) genes in field samples collected in four endemic Colombian localities

Introducción. Plasmodium falciparum es un parásito altamente polimórfico, lo cual le permite evadir la respuesta inmune del hospedero, diseminar la resistencia a medicamentos y favorecer la transmisión. Objetivos. Analizar la diversidad genética de las poblaciones de P. falciparum en muestras de cuatro zonas endémicas de malaria en Colombia. Materiales y métodos. Se incluyeron muestras de sangre recolectadas en papel de filtro de123 pacientes con malaria no complicada por P. falciparum durante los años 2002 a 2004; la genotipificación se realizó mediante reacción en cadena de la polimerasa con iniciadores específicos para los marcadores moleculares de la región polimórfica del bloque 2 del gen msp1 y del codón 108 de dhfr. Resultados. En el bloque 2 del gen msp1 se detectó MAD20 en 95,9 por ciento (118/123; IC 95 por ciento: 90,8 a 98,7), K1 en 6,5 por ciento (8/123; IC 95 por ciento: 2,8 a 12,4) y RO33 en 2,4 por ciento (3/123; IC 95 por ciento: 0,5 a 6,9) de las muestras. Para el gen dhfr, el alotipo mutante N108 se detectó en todas las muestras analizadas y el alotipo T108 en 3,2 por ciento (4/123; IC 95 por ciento: 0,9 a 8,1); el alotipo silvestre S108 se encontró en 34,1 por ciento (42/123; IC 95 por ciento: 25,8 a 43,2). Al combinar los resultados de ambos genes, el 61,8 por ciento (76/123; IC 95 por ciento: 52,6 a 70,4) de las muestras correspondieron a infecciones simples y el 38,2 por ciento (47/123; IC 95 por ciento: 29,6 a 47,4) a infecciones mixtas, siendo MAD20/N108-S108 la combinación más frecuente entre estas últimas (30,1 por ciento). Conclusiones. Las infecciones simples, o sea, la presencia de un solo alelo en cada uno de los genes, predominaron en las muestras estudiadas; las poblaciones de parásitos analizadas fueron muy homogéneas en su composición genética.