Em um estudo publicado na Nature Communications, cientistas decifraram as interações dentro deste sistema quadripartido complexo, analisando a expressão de seus respectivos genes.
Os virofagos, vírus de vírus...
Os vírus são frequentemente considerados os parasitas definitivos. No entanto, alguns vírus gigantes que infectam eucariotos unicelulares podem ser parasitados por vírus menores, os virofagos.
Esses últimos utilizam a fábrica viral, um organelo transitório formado pelo vírus gigante no citoplasma da célula infectada, para garantir sua própria replicação.
Esse fenômeno constitui um caso de hiperparasitismo, no qual um parasita é ele mesmo parasitado. Além disso, alguns vírus gigantes e virofagos transportam em suas partículas moléculas de DNA sob a forma de episomas, chamadas transpovirons. Esse sistema assim forma uma rede de interações complexas, que envolve uma célula hospedeira, um vírus gigante, um virofago e um transpoviron.
Experimentos de infecção controlada para entender os mecanismos subjacentes
Como se realiza a regulação da expressão gênica de cada parceiro durante a infecção, e como essa regulação é modificada pela presença dos outros? Para responder a essas perguntas, os cientistas realizaram uma série de experimentos de infecção, introduzindo sucessivamente os diferentes atores.
Eles começaram a estudar a infecção do hospedeiro amebiano Acanthamoeba castellanii pelo vírus gigante megavirus chilensis. Em seguida, procederam a coinfecções com o virofago zamilon vitis, o transpoviron mvtv, e ambos ao mesmo tempo. O transcriptoma, ou seja, o conjunto de RNAs mensageiros de cada parceiro, foi analisado por sequenciamento, permitindo acompanhar a evolução da expressão gênica ao longo do ciclo infeccioso.
Um fascinante teatro de parasitas imbricados
Essas análises, publicadas na revista Nature Communications, revelaram que a infecção pelo vírus gigante induz uma profunda alteração no transcriptoma da célula hospedeira, afetando cerca de metade dos seus genes. Embora a maioria seja reprimida, outros são, ao contrário, ativados, permitindo ao vírus remodelar o metabolismo celular para favorecer sua própria replicação.
A coinfecção pelo virofago altera significativamente a expressão de mais de um quarto dos genes do vírus gigante, a maioria sendo reprimida, sugerindo que os dois vírus competem pela maquinaria de transcrição. Esse efeito, no entanto, é transitório, sem impacto significativo na produção final de partículas do vírus gigante.
Imagem em microscopia eletrônica de uma célula da Acanthamoeba castellanii coinfectada pelo vírus gigante megavirus chilensis e o virofago zamilon vitis.
No centro da imagem, em cinza escuro, distingue-se a fábrica viral, uma estrutura presente no citoplasma da célula onde ocorre a replicação viral e a produção de novas partículas de vírus gigantes (setas pretas) e virofagos (setas brancas).
© Lionel Bertaux, Sandra Jeudy e Matthieu Legendre
Este estudo também revela que a presença do virofago induz a superexpressão de fatores de transcrição codificados no genoma do vírus gigante. É aqui que entra o último parceiro, o transpoviron. Ele exploraria essas modificações para superexpressar seus próprios genes.
Esse sistema quadripartido ilustra a complexidade das interações entre vírus, hospedeiros e elementos genéticos móveis. A ameba, hospedeira desses vírus, sendo ela mesma um patógeno oportunista, nos coloca diante de um fascinante teatro de parasitas imbricados.
Referências:
Complex transcriptional regulations of a hyperparasitic quadripartite system in giant viruses infecting protists.
Bessenay A, Bisio H, Belmudes L, Couté Y, Bertaux L, Claverie JM, Abergel C, Jeudy S, Legendre M.
Nature Communications. 9 de outubro de 2024. DOI: 10.1038/s41467-024-52906-1.