Study of the DNA sensor IFI16 in cancer and herpes simplex virus type 1 infection

Resumen

La proteína IFI16 (del inglés gamma interferon-inducible protein 16) es un sensor de ADN que reconoce ADN patogénico tanto en el citoplasma como en el núcleo celular. La activación de IFI16 tras la infección por un amplio espectro de virus induce la producción de IFNs de tipo I y la formación de un complejo proteico, llamado inflamasoma, que desencadena la maduración de IL-1β. Además de su papel como receptor del sistema inmunitario innato, IFI16 también participa en la respuesta al daño en el ADN debido a su capacidad de interaccionar directamente con las proteínas supresoras de tumores p53 y BRCA1. En particular, IFI16 colabora con BRCA1 en la inducción de la apoptosis mediada por p53 en respuesta a daño en el ADN. El objetivo inicial de esta tesis consistió en estudiar si las funciones de IFI16 se encontraban relacionadas en los contextos de cáncer e infección viral. Experimentos iniciales mostraron que los niveles de la proteína IFI16 se reducían marcadamente durante la infección por el virus herpes simple de tipo 1 (en inglés HSV-1). Durante el transcurso de esta tesis otros grupos describieron este fenómeno, sin embargo, el mecanismo que subyace a esta degradación y, en particular, el papel de la proteína ICP0 del HSV-1 en este proceso, ha sido objeto de controversia. Por lo tanto, en este trabajo se decidió revisar el efecto de ICP0 en la expresión de IFI16, y demostramos que ICP0 es necesaria para desencadenar una reducción eficiente en los niveles de IFI16, aunque el grado de esta disminución varía entre líneas celulares. Esta observación nos llevó a plantearnos cómo podría el HSV-1 estar afectando a otras proteínas que interaccionan con IFI16 y el genoma del virus, como p53 y BRCA1. En las líneas celulares analizadas la expresión de p53 no se vio afectada de manera consistente, lo que confirma publicaciones previas. Sorprendentemente, sin embargo, el análisis de la expresión de BRCA1 durante la infección por el HSV-1 mostró un importante aumento de una proteína de aproximadamente 120 kDa. Este fenotipo se observó en todas las líneas celulares analizadas y fue específico de la infección por el HSV-1. Puesto que la proteína BRCA1 canónica tiene un peso molecular aparente de 220 kDa, se llevó a cabo una caracterización por proteómica de la banda de 120 kDa para determinar su identidad. Estos experimentos revelaron que la proteína de 120 kDa que aumenta sus niveles tras la infección por HSV-1 era la proteína del tegumento viral UL37, como confirmaron rigurosamente experimentos adicionales. Se sabe que una serie de anticuerpos frente a BRCA1 muestran reactividad cruzada con otras proteínas celulares, pero nuestros datos representan la primera descripción de una reactividad cruzada entre un anticuerpo contra BRCA1 y una proteína viral. Estos datos subrayan la importancia de realizar una cuidadosa caracterización de los anticuerpos para una correcta interpretación de los datos de inmunoquímica. Dado que IFI16 potencia la actividad transcripcional de p53, nos planteamos si éste, a su vez, podría regular la expresión o actividad de IFI16. El hecho de que la expresión de IFI16 se viera muy reducida en la línea celular de carcinoma colorrectal HCT116 deficiente en p53 era consistente con esta hipótesis; sin embargo la restauración de la expresión de p53 no tuvo efecto apreciable en la expresión de IFI16. De manera similar, el análisis de un panel de líneas celulares de cáncer de mama mostró que aunque la pérdida de la expresión de IFI16 es común, no se aprecia una relación clara entre la expresión de IFI16 y el estado de p53