Estudio de la participación de los sistemas gabaérgico y glutamatérgico en modelos de infección por virus Zika
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Español
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Resumen
El virus Zika (ZIKV) es un flavivirus neurotrópico asociado a malformaciones congénitas. Los mecanismos del desequilibrio entre neurotransmisión excitatoria e inhibitoria durante la infección siguen siendo poco conocidos. En este trabajo se evaluó la participación de los sistemas GABAérgico y glutamatérgico en la infección por ZIKV mediante modelos in vivo, in vitro e in silico. Se inocularon ratones BALB/c neonatos con ZIKV (7,17x10⁵ PFU) para analizar a los 10 días post-inoculación la expresión de receptores GABA-A y NMDA, enzimas de síntesis y transporte, junto con inmunoensayos para GABA y glutamato. Adicionalmente, se emplearon cultivos primarios (ratas Wistar E-18) y simulaciones de acoplamiento molecular (AutoDock/HADDOCK 2.4). Los resultados in vivo revelaron regulación a la baja del ARNm de subunidades de los receptores en corteza y cerebelo, excepto para α5 y ε de GABA-A en el cerebelo en donde se presentó aumento. Las enzimas de síntesis de GABA mostraron respuestas diferenciales, como el incremento transcripcional de GAD-67 y traduccional de GAD-65; mientras que las vinculadas al glutamato indicaron pérdida transcripcional/traduccional de GLUD, subregulación cortical de VGLUT y aumento proteico de PAG. Estos hallazgos se correlacionaron con los inmunoensayos, evidenciando un aumento de GABA y pérdida de glutamato en ambas regiones encefálicas. Los ensayos in silico mostraron puntajes de acoplamiento (scores) altamente negativos entre la proteína de envoltura viral (E) y las subunidades GluN2C (NMDA) y α1 (GABA-A). Estos resultados se reforzaron con los ensayos in vitro mediante colocalización por estudios de microscopía confocal. Se concluye que el ZIKV altera el balance excitación/inhibición neuronal, creando un ambiente que favorecería su replicación y defectos migratorios. Los datos sugieren una interacción potencial entre la proteína E y estos receptores; no obstante, se requieren futuros ensayos funcionales para demostrar de manera concluyente su rol como sitio de entrada. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Zika virus (ZIKV) is a neurotropic flavivirus associated with congenital malformations. The mechanisms underlying the imbalance between excitatory and inhibitory neurotransmission during infection remain poorly understood. This study evaluated the involvement of GABAergic and glutamatergic systems in ZIKV infection using *in vivo*, *in vitro*, and *in silico* models. Neonatal BALB/c mice were inoculated with ZIKV (7.17 × 10⁵ PFU); 10 days post-inoculation, the expression of GABA-A and NMDA receptors, as well as synthesis and transport enzymes, was analyzed alongside immunoassays for GABA and glutamate. Additionally, primary cultures (Wistar rat E-18 embryos) and molecular docking simulations (AutoDock/HADDOCK 2.4) were employed. In vivo results revealed a widespread downregulation of GABA-A and NMDA receptor subunit mRNA with the exception of the GABA-A α5 and ε subunits in the cerebellum, which showed increased expression. GABA synthesis enzymes exhibited differential responses, such as a transcriptional increase in GAD-67 and a translational increase in GAD-65; meanwhile, glutamate-related enzymes showed a transcriptional/translational loss of GLUD, cortical downregulation of VGLUT, and increased PAG protein levels. These findings correlated with immunoassay results, demonstrating increased GABA and decreased glutamate levels in both brain regions. In silico assays showed highly negative docking scores between the viral envelope protein (E) and the GluN2C (NMDA) and α1 (GABA-A) subunits. These results were corroborated by in vitro assays demonstrating colocalization via confocal microscopy. It is concluded that ZIKV alters the neuronal excitation/inhibition balance, creating an environment that likely favors viral replication and migratory defects. The data suggest a potential interaction between the E protein and these receptors; however, further functional assays are required to conclusively demonstrate their role as an entry site.
Descripción
ilustraciones a color, diagramas, fotografías, tablas