Jueves, 14 de Diciembre de 2017

 

Virología y microbiología

           Desarrollo de nuevas estrategias para el control y prevención de enfermedades                                        virales:  el virus de la fiebre aftosa como modelo

 

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Francisco Sobrino

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Resumen de Investigación:

El virus de la fiebre aftosa (VFA) constituye un interesante modelo, de gran importancia económica, para entender como las interacciones entre un virus con gran capacidad de variación y sus diferentes hospedadores naturales condicionan el control de la enfermedad que produce. Se trabaja en el desarrollo de nuevas vacunas marcadoras frente al VFA que induzcan respuestas humorales y celulares protectoras - empleando como principal modelo un importante hospedador natural del VFA: el cerdo - y en el análisis de su inmunogenicidad.

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Representación de una subunidad pentamérica de la cápsida del VFA mostrando la posición de mutaciones que incrementan (rojo) o reducen (azul) la sensibilidad frente a pH ácido de la partícula viral. VP1 verde, VP2 en magenta, VP3 en cian.  

Modelado molecular del dímero establecido entre la región NH2-terminal de dos moléculas de la proteína 3A del VFA. Se indican los residuos cuya contribución a la dimerización, mediante la estabilización de la interfaz hidrofóbica que media esta interacción, ha sido comprobada experimentalmente.

 

 

Algunas de estas estrategias están siendo empleadas para el desarrollo de nuevas vacunas frente a otra importante enfermedad viral animal, la peste porcina clásica (PPC). Se trabaja, también, en el análisis funcional de distintas proteínas virales en la internalización, el ciclo de multiplicación y la patogénesis molecular del VFA y de otros virus que causan enfermedades vesiculares similares, como el virus de la enfermedad vesicular del cerdo (VEVC) y el virus de la estomatitis vesicular (VSV), tanto en cultivos celulares como en modelos animales. Se presta especial atención a la implicación de proteínas no estructurales en la virulencia y el rango de hospedador virales, mediante el estudio de sus interacciones con diferentes componentes celulares. Se está llevando también un estudio de las implicaciones funcionales de regiones no codificantes del ARN viral, entre otras su capacidad para inducir respuestas inmunes innatas y su uso potencial, fuera del contexto del RNA viral, como elementos antivirales e inmunomoduladores. Además de información básica sobre el ciclo de multiplicación de estos virus, los resultados obtenidos están siendo empleados para la identificación de dianas antivirales y determinantes de atenuación viral, así como para el desarrollo de nuevas estrategias vacunales y antivirales. Como parte de estos estudios se está caracterizando la capacidad del ácido valproico para inhibir la multiplicación de diferentes virus con envoltura.


Publicaciones relevantes:

  • Vázquez-Calvo, A., Saiz, J.C., Sobrino, F*. and Martín-Acebes, M.A. Inhibition of enveloped virus infection of cultured cells by valproic acid. J. Virol. 85, 1267-1274 (2011).
  • Tarradas, J., Monsó, M., Muñoz, M., Rosel, R., Fraile, L., Mora, M., Muñoz, I., Andreu, D., Sobrino, F. and Ganges, L.* Partial protection against classical swine fever virus elicited by dendrimeric vaccine-candidate peptide in domestic pigs. Vaccine 29, 4422-4429 (2011).
  • Martín-Acebes, M., Vázquez-Calvo, A, Rincón, V., Mateu; M.G. and Sobrino, F*. A single amino acid substitution in the capsid of foot-and-mouth disease virus can increase acid resistance. J. Virol. 85, 2733-2740 (2011)
  • Rodríguez-Pulido, M., Borrego, B., Sobrino, F. and Sáiz, M*. RNA structural domains in non-coding regions of foot-and-mouth disease virus genome trigger innate immunity in porcine cells and mice. J. Virol. 85, 6492-6501 (2011).
  • Rodríguez-Pulido, M., Sobrino, F., Borrego, B. and Sáiz. M*. Inoculation of newborn mice with non-coding regions of foot-and-mouth disease virus RNA can induce a rapid, solid and wide-range protection against viral infection. Antiviral Res. 92, 500-504 (2011).
  • González-Magaldi, M., Postigo, R., de la Torre, B.G., Vieira, Y.A., López-Viñas, E., Gómez-Puertas, P., Andreu, D., Kremer, L., Rosas, M. F. and Sobrino, F*. Mutations that hamper dimerization of foot-and-mouth disease virus 3A protein are detrimental for infectivity. J. Virol. 86, 11013-11023 (2012).
  • Vázquez-Calvo,A., Caridi, F., Rodriguez-Pulido, M., Borrego, B., Sáiz, F, Sobrino, F*. and Martín-Acebes, M.A. Modulation of foot-and-mouth disease virus pH threshold for uncoating correlates with differential sensitivity to inhibition of cellular Rab GTPases and decreases infectivity in vivo. J. Gen. Virol. 93:2382-2386 (2012).
  • Vázquez-Calvo, A., Sobrino, F*. and Martín-Acebes. M.A. Plasma membrane phosphatidylinositol 4, 5 bisphosphate is required for internalization of foot-and-mouth disease virus and vesicular stomatitis virus. PLoS ONE, 7(9): e45172. doi:10.1371/journal.pone.0045172 (2012). Rodríguez-Pulido, M., Martín-Acebes, M-A.,
  • Escribano-Romero, E., Blázquez A.B., Sobrino, F., Borrego, B., Sáiz, M., Saiz, J.C.* Protection against West Nile virus infection in mice after inoculation with type I interferon-inducing RNA transcripts. PLoS ONE 7(11): e49494 (2012).
  • Borrego, B., Rodríguez-Pulido, B., Mateos, F., de la Losa, N., Sobrino, F. and Sáiz*, M. Delivery of synthetic RNA can enhance the immunogenicity of vaccines against foot-and-mouth disease virus (FMDV) in mice. Vaccine. 40, 4375-4381 (2013).
  • Sanchez-Aparicio, M.T., Rosas, M.F. and Sobrino, F*. Characterization of a nuclear localization signal in the foot-and-mouth disease virus polymerase. Virology 444, 203-210 (2013).
  • Blanco, E., Cubillos, C., Moreno, N., Bárcena, J., de la Torre, B.G., Andreu and Sobrino, F*. B epitope multiplicity/ and B/T epitope orientation influence immunogenicity of foot-and-mouth disease peptide vaccines. Clin. Dev. Immunol. 2013:475960 (2013).
  • Vazquez-Calvo, A. Caridi, F. Sobrino*, F. and Martín-Acebes, M.A. An increase in acid resistance of foot-and-mouth disease virus capsid is mediated by a tyrosine substitution of the VP2 histidine previously associated with VP0 cleavage. J. Virol. 88, 3039-3042 (2014).
  • Martín-Acebes, M.A., Merino-Ramos, T., Blázquez, A-B., Casas, J., Escribano-Romero, E., Sobrino, F*. and Saiz, J.C*. The Composition of West Nile virus Lipid Envelope Unveils a Role of Sphingolipid Metabolism on Flavivirus Biogenesis J. Virol. 88(20), 12041-54 (2014).
  • González-Magaldi, M., Martín-Acebes, M., Kremer, L. and Sobrino, F*. Membrane topology and cellular dynamics of foot-and-mouth disease virus 3A protein. PLoS ONE. 9(10): e106685. (2014).
  • Caridi, F., Vázquez-Calvo, A., Sobrino, F*. and Martín-Acebes, M.A. The pH stability of foot-and-mouth disease virus particles is modulated by residues Located at the pentameric interface and in the N terminus of VP3. J. Virol. (2015).
  • Borrego, B., Rodríguez-Pulido, M., Revilla, C., Álvarez, B., Sobrino F., Domínguez, J. and Sáiz, M*. Synthetic RNAs mimicking structural domains in the foot-and-mouth disease virus (FMDV) genome elicit a broad innate immune response in porcine cells triggered by RIG-I and TLR activation. Viruses 7, 3954-3973. doi:10.3390/v7072807 (2015).
  • Martin-Acebes, M.A., Gabandé-Rodríguez, E., García-Cabrero, A.M., Sánchez, M.P., Ledesma, M.D., Sobrino, F*. and Saiz, J.C.* Host Sphingomyelin Modulates West Nile Virus Infection in vivo. J. Lipid. Res. 57, 422-32. doi: 10.1194/jlr.M064212 (2016).
  • Blanco E.*, Guerra, G., de la Torre, B.G., Defaus, S., Andreu, D*. and Sobrino, F*. Full protection of swine against foot-and-mouth disease challenge by a bivalent B-cell epitope dendrimer peptide. Antiviral Res. 129, 74-80. doi: 10.1016/j.antiviral.2016.03.005 (2016).
  • The amino acid substitution Q65H in the 2C protein of swine vesicular disease virus confers resistance to Golgi disrupting drugs. Vázquez-Calvo, A., Caridi, F., González-Magaldi, M., Saiz, J.C. Sobrino, F*. and Martín-Acebes, M.A.*. Frontiers Microbiol. 7:612. doi: 10.3389/fmicb.2016.00612 (2016).

* Corresponding author

 


Patentes:

  1. M. Sáiz, F. Sobrino, B. Borrego, M. Rodriguez, J.C. Sáiz y M.A Martín. Uso de una región no codificante del genoma del virus de la fiebre aftosa para la elaboración de un medicamento antiviral.P201130445. España (25 de marzo 2011). PCT solicitada el 25/3/2012 (PCT ES 2012/070198). CSIC-INIA.
  2. C. Cubillo, E. Blanco, J. Bárcena, F. Sobrino y D. Andreu. Peptide vaccines for the prevention of foot-and-mouth disease. P8244EP00. Patente Europea (2 de marzo de 2012). UPF, CSIC, INIA.


Tesis Doctorales:

Mónica González Magaldi (2012). Caracterización de la proteína 3A del virus de la fiebre aftosa. Estudio de su dimerización, capacidad de unión a membranas y dinámica celular. Director: F. sobrino.

Angela Vázquez Calvo (2012). Estudio de los requerimientos para la entrada del virus de la fiebre aftosa en cultivos celulares y caracterización de ácido valproico como compuesto antiviral. Universidad Autónoma de Madrid. Directores: M.A. Martín Acebes y F. Sobrino.

Yuri A. Vieira (2015).  Contribuciones  al estudio de la funcionalidad de las proteínas no estructurales del virus de la fiebre aftosa. Universidad Autónoma de  Madrid. Directores: M.F. Rosas y F. Sobrino.