Traducción independiente de la estructura 5´cap del ARN genómico del virus dengue / 5´cap-independent translation of dengue virus genomic RNA

Objetivos. Analizar la participación de la caperuza metil-guanosín-trifosfato (5´cap) y de la región inicial del ARN genómico del virus dengue serotipo 2 (DENV-2) genotipo Americano en la traducción, utilizando un sistema libre de células obtenido de placenta humana. Materiales y métodos. Se preparó el plásmido recombinante pTZ18R-D2 conteniendo el ADN que codifica la 5´UTR y los primeros 201 nucleótidos de la cápside viral. Este plásmido se utilizó para transcribir el ARN correspondiente (ARN-D2), sin la 5´cap. El ARN-D2 fue traducido en un sistema constituido por la fracción posmitocondrial (S-30) de placenta humana y se evaluó la incorporación de [14C] aminoácidos en presencia del ARN-D2 y en su ausencia (control). Se diseñaron siete oligonucleótidos antisentido (OAs1-7) dirigidos contra secuencias de las estructuras SLA, SLB y cHP del ARN-D2 y se analizó el efecto de los mismos sobre la traducción ARN-D2. Resultados.El ARN-D2 produjo un incremento significativo (p<0,001) en la incorporación de [14C] aminoácidos, con estimulación del 75% de la actividad traduccional respecto al control. El análisis de los productos de traducción mostró un pico de incorporación correspondiente a péptidos con peso molecular aparente cercano al esperado (7,746 kDa). El OAs5, complementario a una secuencia de la estructura SLB del ARN-D2, inhibió completamente la traducción. Conclusiones. El ARN-D2 fue traducido de manera específica y eficiente, bajo condiciones semejantes a las intracelulares en humanos, por un mecanismo alternativo independiente de la 5´cap, que involucraría a la estructura SLB. Este mecanismo podría considerarse como blanco en el desarrollo de terapias antisentido para inhibir la reproducción del virus.

Objetives. To analyze the involvement of methyl guanosine triphosphate cap (5Æcap) and the start site of the genomic RNA of Dengue virus serotype 2 (DENV-2) American genotype in translation, using a cell-free system prepared from human placenta. Materials and methods. The recombinant plasmid pTZ18R-D2 was prepared containing DNA encoding the 5ÆUTR and the first 201 nucleotides of the viral capsid. This plasmid was used to transcribe the corresponding RNA (RNA-D2) without the 5Æ cap. The RNA-D2 was translated in a system consisting of the postmitochondrial fraction (S-30) from human placenta and the incorporation of [14C] aminoacids in the presence of RNA-D2 and in its absence (control) was evaluated. Seven antisenseoligonucleotides (OAs1-7) directed against sequences of the SLA, SLB and CHP structures of RNA-D2 were designed and the effect thereof on RNA-D2 translation was analyzed. Results.The RNA-D2 produced a significant increase (p<0.001) in the incorporation of [14C] amino acids, with 75% stimulation of translational activity compared to the control. Analysis of the translation products showed peak incorporation corresponding to peptides with apparent molecular weight close to the expected (7.746 kDa).The OAs5, complementary to a sequence of SLB structure of RNA-D2, completely inhibited translation. Conclusions. The RNA-D2 was translated specifically and efficiently under conditions similar to human intracellular conditions, by an alternative 5Æ cap-independent mechanism, which would involve the SLB structure. This mechanism might be seen as an aim in the development of antisense therapies to inhibit virus replication.

Actividad ATP hidrolasa asociada a ribosomas humanos como nuevo indicador para evaluar fármacos in vitro / Human ribosome-associated ATPase activiry as a new indicator for in vitro evaluation of drugs

En todos los ribosomas de mamíferos estudiados hasta el presente se ha identificado una actividad ATP hidrolasa (ATPasa) asociada. Su papel en el mecanismo de síntesis de proteínas está siendo estudiado actualmente y existen evidencias de homología funcional con el factor de elongación 3 (EF3) de hongos. Para caracterizar la actividad ATPasa ribosomal humana, se aislaron ribosomas 80S de placenta humana y se estudiaron los parámetros cinéticos de dicha actividad. La velocidad de hidrólisis (0,50 ± 0,05 nmol Pi/A260 80S/min) a concentración fisiológica de ATP (3 mmol/L) y la constante de catálisis aparente (0,5 ± 0,1 sˉ¹) están en el rango de Vmax (0,65 nmol Pi/A260 80S/min) y Km (58 µmol/L), determinados por análisis de Lineweaver-Burk, también son comparables a los reportados para ribosomas de otros mamíferos. El análisis de Eadie-Hofstee indicó la presencia de cooperativa positiva, con un Km aparente de 15 µmol/L para la forma más activa de la enzima. La ATPasa fue inhibida por metavanadato (inhibidor de EF3), y por los antibióticos emetina (inhibidor de la translocación) y anisomicina (actúa sobre los sitios ribosomales A y E). Además, la actividad no fue afectada por antibióticos específicos para otras funciones ribosomales en eucariotes ni tampoco por bloqueadores del ribosoma bacteriano. La sencillez y bajo costo del ensayo de actividad ATPasa ribosomal lo hacen ideal para el diseño de pruebas de alto rendimiento in vitro que harían posible tomar decisiones tempranas sobre el posible uso terapéutico en humanos de nuevos antibióticos o funguicidas

Optimización de un sistema de traducción in vitro derivado de placenta humana para la evaluación de antibióticos / An in vitro translation system derived from human placenta for evaluation of antibiotics

Un sistema de traducción in vitro derivado de placenta humana es una herramienta útil para estimar el efecto que tendrían antibióticos nuevos sobre la síntesis de proteínas en células humanas. Una modalidad simple de ensayo in Vitro es la síntesis de polifenilalanina o poli(Phe), dependiente del ARN sistético poli(U). Para optimizar este ensayo, se purificó ARNtPhe homólogo, partiendo de ARNt total de placenta, mediante una combinación de cromatografía hidrofóbica y de alta presión en fase reversa (RP-HPLC). Al incorporar el ARNTPhe purificado a los ensayos se duplicó la eficiencia de síntesis de polo(Phe) con respecto a la obtenida con un ARNt total heterólogo de levadura. El sistema de ensayo optimizado fue usado para determinar el efecto de antibióticos sobre la elongación de polipéptidos por ribosomas humanos. La actividad ribosomal eucariota (ciclo-heximida y emetina, IC50 ˜= 40-60 µmol/L y 10-30 µmol/L, respectivamente). Por el contrario, antibióticos que actúan sobre el ribosoma bacteriano (cloranfenicol, azitromicina, y clindamicina) no mostraron efecto inhibitorio aún a concentraciones altas (hasta 1 mmol/L). Estos resultados demuestran la sensibilidad diferencial esperada del sistema in vitro y su potencialidad para ser utilizado en una evaluación temprana y rápida del efecto de antibióticos de nueva generación sobre la síntesis de proteínas con ribosomas humanos. Por lo tanto, el sistema de ensayo in Vitro permitiría seleccionar aquellos compuestos con mejores posibilidades para las pruebas posteriores necesarias para establecer su uso terapéutico en humanos