Emplean un Estudio Proteómico Cuantitativo para Determinar la Patogénesis del Virus de la Hepatitis C

• AUTOR: Diamond DI, Jacobs JM, Katze MG y colaboradores
• TITULO ORIGINAL :Proteomic Profiling of Human Liver Biopsies: Hepatitis C Virus-Induced Fibrosis and Mitochondrial Dysfunction
• CITA: Hepatology 46(3):649-657, Sep 2007

 

Introducción

La infección crónica por el virus de la hepatitis C (VHC) constituye un problema creciente para la salud pública, ya que puede producir enfermedad hepática progresiva como fibrosis, cirrosis y carcinoma hepatocelular. Señalan los autores que es importante comprender los mecanismos moleculares de la replicación viral y la patogénesis de las enfermedades asociadas con el VHC para poder elaborar vacunas y modalidades terapéuticas eficaces. Al respecto, destacan que el análisis de los sistemas in vivo como los especímenes de biopsias hepáticas de individuos con infección por el VHC permite dilucidar las interacciones entre el virus y el huésped y los mecanismos por los cuales la infección provoca lesión hepática crónica. Sin embargo, el bajo contenido de proteínas (menos de 50 µg de proteínas totales) en estas muestras requiere la utilización de interfaces nanoproteómicas ultrasensibles.

En este artículo se describe la aplicación de técnicas proteómicas cuantitativas ultrasensibles para la identificación de miles de proteínas a partir de microgramos de tejidos de biopsias hepáticas humanas, con el fin de identificar las alteraciones en el proteoma de los individuos con infección por VHC con enfermedad hepática avanzada y sus consecuencias funcionales.

Métodos y resultados

Se utilizó un marcador isotópico estable ¹⁶O/¹⁸O junto con un marcador preciso de la masa y el tiempo para detectar alteraciones en el proteoma empleando pequeñas cantidades de muestras de biopsias hepáticas de pacientes con infección por el VHC y diferentes estadios de fibrosis.

Los objetivos de este estudio fueron permitir la comprensión de la interacción entre el VHC y el huésped durante la infección e identificar los marcadores proteicos de la enfermedad hepática provocada por este agente infeccioso.

El análisis efectuado contribuyó con la identificación de 1 075 proteínas nuevas a la base de datos de tejido hepático humano, lo que hace un total de 5 920 identificaciones proteicas únicas. Entre las proteínas identificadas recientemente se encontraron diversos colágenos (p. ej., colágeno 1, polipéptidos alfa 1 y alfa 2), proteasas (p. ej., elastasa 2, metaloproteinasa de matriz 9, plasmina) y otras proteínas (p. ej., elastina) que actúan en la formación de tejido, en el depósito de fibras de colágeno y en el remodelamiento de la matriz extracelular.

La técnica especificada permitió cuantificar 1 641 proteínas en los especímenes de biopsia hepática. Para identificar las alteraciones proteicas que con más probabilidad se asociaron con la enfermedad hepática por el VHC se implementó el análisis de varianza de una vía (ANOVA). El ANOVA identificó 210 proteínas que mostraron diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) asociadas con diferentes estadios de la fibrosis. Las biopsias representativas de estadios avanzados de la fibrosis (estadios 3-4) mostraron un perfil de expresión proteica distintivo, con una disminución de muchas proteínas con respecto a las muestras representativas de los estadios iniciales de la fibrosis (estadios 1-2).

Posteriormente, se efectuó el análisis funcional para evaluar el significado biológico del patrón de proteínas descrito. Se observó que diversas proteínas involucradas en la beta oxidación de los ácidos grasos (13 de 34 proteínas asociadas con el metabolismo lipídico) se hallaban afectadas de manera negativa en las biopsias de pacientes con estadios avanzados de fibrosis. Varias de las proteínas del metabolismo de los ácidos grasos que mostraron alteraciones en este estudio son reguladas por el receptor alfa activado por el proliferador de peroxisomas, un activador transcripcional de los genes de oxidación de los ácidos grasos cuya expresión es reducida por el VHC. Además, se identificó una subred regulatoria transcripcional centrada en una proteína de especificidad 1 (Sp1), un factor de transcripción de los mamíferos cuya actividad de unión al ADN puede ser inhibida o estimulada en presencia de las proteínas virales del VHC.

Resta determinar si las alteraciones en la capacidad de unión al ADN de la Sp1 contribuyen a la disminución de las proteínas del metabolismo de los ácidos grasos. La actividad tanto del receptor alfa activado por el proliferador de peroxisomas como de la Sp1 puede ser inhibida por un correpresor del receptor nuclear. Es posible que el VHC altere el equilibrio entre la unión de coactivadores transcripcionales y represores y modifique de esta manera la homeostasis lipídica. Según los autores, estos hallazgos demuestran la utilidad de los estudios proteómicos para la determinación de las proteínas y las vías afectadas por la infección por el VHC, a la vez que abren campos futuros de investigación para comprender el papel de los mecanismos regulatorios transcripcionales en las alteraciones de la beta oxidación que se observan en las etapas avanzadas de la fibrosis.

También se encontró regulación por disminución de proteínas mitocondriales involucradas en el sistema de fosforilación oxidativa y en la respuesta al estrés oxidativo y las especies reactivas del oxígeno. Por el contrario, se observó regulación por aumento (up-regulation) de diversas proteínas citosólicas y del retículo endoplasmático. Al respecto, los investigadores señalan que la regulación por aumento de estas proteínas en todas las muestras indica que la disminución de las proteínas mitocondriales y antioxidantes durante la fibrosis avanzada no es consecuencia de la disminución de los hepatocitos viables.

Discusión y conclusión

Comentan los autores que los cambios proteicos observados mediante el estudio proteómico cuantitativo en las biopsias hepáticas de pacientes con infección por el VHC y diferentes estadios de fibrosis son concordantes con el papel del estrés oxidativo y la alteración de la función mitocondrial en la patogénesis del VHC. La disminución de las proteínas antioxidantes puede alterar la capacidad para contrarrestar el aumento en las especies reactivas del oxígeno, con el consiguiente daño hepático asociado con las respuestas inmunes inflamatorias, las alteraciones en el retículo endoplasmático mediadas por el virus y la homeostasis mitocondrial.

La regulación por disminución de las proteínas que intervienen en la beta oxidación mitocondrial provoca un incremento en el contenido lipídico hepatocelular (esteatosis), el que se produce frecuentemente en la hepatitis por el VHC y que también se observó como hallazgo histológico en 4 de 6 pacientes con fibrosis avanzada. Todo esto puede amplificar la generación de especies reactivas de oxígeno y los productos de peroxidación lipídica que desencadenan la activación de las células estrelladas hepáticas y la fibrogénesis.

Como limitación de este ensayo se señala la incapacidad para identificar los cambios proteicos asociados con las vías de señalización antiviral innatas, que revisten gran interés dada la capacidad del VHC para antagonizar con las respuestas de defensa del huésped y establecer la persistencia de la infección.

Los investigadores señalan que éste es el primer estudio que demuestra alteraciones proteómicas cuantitativas mediante la aplicación de una interfaz nanoproteómica ultrasensible en especímenes de biopsia hepática de pacientes con infección por el VHC y diversos estadios de fibrosis. Asimismo, concluyen que los hallazgos del estudio avalan la posibilidad de una asociación entre el estrés oxidativo y la disfunción mitocondrial hepática en la patogénesis del VHC, y que los estudios futuros permitirán dilucidar los mecanismos moleculares subyacentes a la interrelación entre el estrés oxidativo, la esteatosis y la progresión de la enfermedad hepática en el ámbito clínico.

Especialidad: Bibliografía - Gastroenterología - Infectología