Cellular responses to viral infection : proteostasis and innate immunity

Abstract

Viruses are small opportunistic infectious agents. Virus entry, replication and assembly are dynamic and coordinated processes that require precise interactions with host components, often with cellular organelles. Hence, we proposed to study two different viruses affecting two distinct cellular surveillance mechanisms: Human Cytomegalovirus (HCMV) and Influenza A Virus (IAV) influence on the innate immune response and proteostasis, respectively. HCMV might be associated with additional long-term health consequences in human due to its ability to establish a lifelong persistent latent infection. HCMV encodes vMIA, an anti-apoptotic protein known to co-localize at peroxisomes and mitochondria, induce their fragmentation and inhibit the downstream cellular antiviral response that is established at both organelles. In the present work, we aimed to characterize the role of vMIA in the peroxisomal-MAVS dependent antiviral response. We proposed to map the vMIA domains responsible for the organelles’ morphology changes and innate immune response inhibition. Our results revealed that the 115-130 amino acid sequence might be important for the organelles’ fragmentation. We also found that m38.5, an analogue of vMIA in murine CMV (MCMV) seems to localize at peroxisomes, induce the organelle’s fragmentation and clearly inhibit the peroxisome-dependent antiviral immune response. These results suggest that this virus may be useful to complement our results with experiments performed in animals or in the context of a viral infection. IAV is the causative agent for most of the annual epidemic in humans. During IAV infection, it occurs the accumulation of unfolded proteins and the formation of specialized sites of viral replication, resulting in the formation of insoluble aggregates or inclusions. In this study, we proposed to determine whether and how IAV infection leads to aggresomal-prone proteins accumulation. Our preliminary results suggest aggresomes formation during viral infection, previous to the vRNP release in to the cytoplasm.

Os vírus são agentes infeciosos oportunistas. Os diferentes passos de um ciclo de vida viral, incluindo a entrada do vírus na célula, a replicação do seu genoma e a formação de novas partículas virais requerem interações com os diferentes componentes celulares do hospedeiro, nomeadamente com organelos. Neste projeto, propomos estudar dois tipos diferentes de vírus que afetam dois mecanismos distintos de sobrevivência celular: a influência do Citomegalovírus de humano (HCMV) na resposta imunitária inata e o efeito do Vírus da Influenza A (IAV) na proteostase. O HCMV pode estar associado com consequências graves para a saúde da população, uma vez que tem a capacidade para estabelecer uma infeção latente e persistente no hospedeiro. Este vírus codifica para a vMIA, uma proteína anti-apoptótica que se localiza nos peroxissomas e nas mitocôndrias, induzindo a sua fragmentação e inibindo a resposta antiviral celular que é estabelecida em ambos. Com isto, sugerimos mapear os domínios da vMIA responsáveis pelas alterações na morfologia dos organelos e na inibição da resposta imune. Os nossos resultados revelaram que a sequência de aminoácidos 115-130 poderá ser importante para a fragmentação dos organelos. Também descobrimos que a proteína m38.5 do Citomegalovírus de ratinho (MCMV), análoga à vMIA, parece localizar nos peroxissomas, induzir a sua fragmentação e claramente inibir a resposta antiviral dependente deste organelo. Estes resultados sugerem que este vírus poderá ser útil para complementar os nossos resultados com experiências animais ou no contexto de infeção viral. O IAV é o agente causativo da maioria das epidemias anuais em humanos. Durante a infeção com IAV, ocorre acumulação de proteínas com conformação errada e a formação de locais especializados de replicação viral, resultando na formação de agregados insolúveis ou inclusões. Neste estudo, propusemos determinar se a infeção com IAV conduz à acumulação de proteína com pré-disponibilidade para formar agressomas. Os nossos resultados, embora preliminares, sugerem que existe formação destas estruturas durante a infeção viral, previamente à libertação do genoma viral no citoplasma.