Caracterização da interação de proteínas celulares envolvidas na degradação de Cd4 mediada por diferentes alelos da proteína Nef do Hiv-1

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Ciências da Saúde, 2011.A diminuição da expressão do receptor CD4 na superfície das células infectadas é um dos mais importantes eventos durante a infecção pelo HIV-1. Foi observada uma clara relação entre a degradação do receptor viral, o aumento da infectuosidade e a replicação viral, sugerindo a participação deste fenômeno na patogênese e progressão da infecção. Para vencer os efeitos negativos exercidos pela expressão da molécula CD4, o HIV possui três proteínas: Nef, Vpu e Env, sendo Nef a proteína mais relevante neste fenômeno. Nef agiria na superfície celular como um conector da cauda citoplasmática da molécula CD4, com membros do complexo adaptador heterotetramérico de clatrina, redirecionando a molécula CD4 para vesículas endocíticas. Uma bomba de prótons vacuolar (V-ATPase) e a proteína Epsn15 foram envolvidas no aumento da força de ligação entre Nef e a subunidade μ2 de AP-2. Com a finalidade de evitar a reciclagem de CD4 para a superfície celular, uma segunda conexão entre CD4 e a proteína β-COP é estabelecida por Nef, o que permite direcionar o receptor para degradação lisossômica. Adicionalmente, duas proteínas foram também envolvidas no mecanismo a tioesterase humana II (hTE-II) e a dinamina 2 (Dyn2). Experimentos para validar o papel dessas proteínas celulares e sua relevância fisiológica não foram conclusivos. Por esse motivo nos propomos neste trabalho a caracterizar as interações entre algumas das proteínas celulares e diferentes alelos da proteína Nef. Os níveis de interação entre as proteínas celulares hTEII, CD4, V1H, β-COP, AP1σ, AP2μ e AP2σ e diferentes alelos da proteína Nef do HIV-1 e de SIV (Nef.NA7, NL4.3 e Mac239, respectivamente), assim como mudança de localização intracelular foram avaliados pelas técnicas de transferência relativa de energia de fluorescência (FRET) e microscopia confocal. As proteínas hTEII, AP2μ e β-COP, embora tenham mostrado elevados níveis de interação com os alelos de Nef NL4.3, NA7 e Mac239, demonstraram importantes diferençaspor FRET e confirmados por microscopia confocal, sendo que algumas proteínas tiveram também sua localização intracelular alterada. Resultados similares foram observados quando analisadas as interações entre as proteínas celulares e o alelo Mac239 de SIV, detectando-se elevados níveis de interação entre este alelo e a proteína celular AP2μ, assim como uma mudança na localização da proteína celular. Já as proteínas V1H, AP1σ e AP2σ AP1 não evidenciaram níveis significativos de interação com os alelos de Nef por ambas as técnicas. As proteínas AP2μ e β-COP e o receptor CD4 mostraram uma significativa interação, mas não foi observado mudanças na localização das mesmas. Adicionalmente, foram construídos vetores lentivirais codificando RNAs de interferência (RNAis) contra as diferentes proteínas celulares e virais, com o intuito de avaliar o impacto fisiológico das mesmas na degradação de CD4 no contexto da infecção viral. A eficiência dos diferentes vetores no silenciamento gênico foi confirmada, entretanto, experimentos exploratórios para avaliar o impacto da inibição da expressão das proteínas celulares na degradação de CD4 mediada por Nef não foram conclusivos, precisando–se realizar experimentos adicionais com mudança nas condições experimentais. _______________________________________________________________________________ ABSTRACTThe reduction of the receiver’s expression CD4 in the infected cells surfasse is one of the most importante events during the infectious process by HIV-1. It was observed a clear relationship among the viruses’ receiver degradation, the increase of infectious and virus’ replication, suggesting the participation of this phenomenon in infection pathogenesis and progress. To overcome the negative effects carried on by the molecular expression. CD4, HIV has three proteins: Nef, Vpu and Env, being Nef the most relevant protein in this phenomenon. Nef could act in cell surfasse as a link of the molecular cytoplasmic tail CD4 with the members of the complex adapter hetero tatrameter of clathrin, redirecting the CD4 molecule to the endocytic vesicles. A bomb of vacuole prótons (V- ATPase) and the protein Espn 15 were involved in the increase of bond strength between Nef and the subunit μ2 of AP-2. In order to avoid CD4 recycling to cell surfasse, another connection between CD4 and β-COP proteins is stabilished by Nef, which allows direct the receiver to the lysosomal degradation. Additionally, two proteins were also involved in this mechanism, human tioesterase II (hTEII) and the dynamin 2 (Dyn2). Experiments to validate the role of these cell proteins and its physiological relevance were not conclusive. For this reason we propose in this work characterize the interactions between some cell proteins and Nef’s protein diferente alleles. In both, the interactions and the location levels among some cell proteins as: hTEII, CD4, V1H,β- COP, AP1α, AP2μ and AP2α and diferente alleles of Nef protein of HIV-1 and SIV (Nef. NA7, NL4.3 and Mac 234, respectively), were evaluated by the techniques Relative transference of fluorescence energy (FRET) and Confocal microscopy. The proteins hTEII, Ap2μ and β- COP, although have shown high levels of interaction with Nef NL 4.3, NA7 and mac 239 alleles, demonstrated importante diferences among them. These levels of interaction were detected by FRET and confirmed by Confocal microscopy, of which some proteins also had their intracelular locations changed. Similar results were observed when interactions have happened between cell proteins and similar alleles Mac 239 of SIV, detecting high levels between this allele and the cell protein AP2μ, observing a change in the location of the protein, too. On the other hand, the proteins V1H, AP1α and AP2α, AP1 did not evidence significant levels of interaction with Ned alleles for both techniques. The analysis of interactions between cell proteins and CD4 receiver showed a significant interaction with AP2μ and β- COP proteins, but they did not induce changes in their location. Furthermore, there were lentiviral vectors encoding Interference RNAs (RNAis) against different cell proteins and viral. For the purposes of evaluate the physiological impact of CD4 degradation in viral infection context. The efficiency of different vectors in gene sileencing was confirmed, however, exploratory experiments to rate the impact of inibition in cell protein expression. in CD4 degradation, mediated by Nef, were not conclusive. It is necessary carry out additional experiments with change of experimental conditons