context: Los inhibidores de síntesis de gemcitabina y nucleos(t)ide son fármacos antivirales de amplio espectro que activan la inmunidad innatahttps://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5923505/SHA: f1e1e2511e051195c8327a56d5c311a2dd4ab6b3Autores: Shin, Hye Jin; Kim, Chonsaeng; Cho, SungchanFecha: 2018-04-20DOI: 10.3390/v10040211Licencia: cc-byAbstract: Los análogos de nucleósidos se han identificado con frecuencia como agentes antivirales. En los últimos años, la gemcitabina, un análogo de citidina en uso clínico para el tratamiento de muchos tumores sólidos, también ha demostrado tener actividad antivir Los análogos de los nucleósidos generalmente interfieren con las vías de síntesis de los nucleos(t)ides celulares, resultando en el agotamiento o desequilibrio de los grupos de (d)NTP. Intriguyentemente, algunos informes recientes han demostrado que algunos análogos de los nucleósidos, incluyendo la gemcitabina, activaron la inmunidad innata, induciendo la expresión de genes estimulados por interferón, a través de la inhibición de la síntesis de nucleos(t)ide. Queda por determinar la relación precisa entre estos dos procesos independientes. Sin embargo, resumimos el conocimiento actual de la inmunidad innata relacionada con la inhibición de la síntesis de nucleos(t)ides y lo proponemos como un mecanismo antiviral emergente de análogos de los nucleósidos. Texto: Los análogos de los nucleósidos se han utilizado históricamente para la quimioterapia anticancerosa porque inhiben Más recientemente, los análogos de nucleósidos han ampliado sus aplicaciones terapéuticas y se están utilizando para desarrollar fármacos antivirales contra una amplia gama de virus graves y potencialmente mortales. Algunos fármacos análogos de nucleósidos dirigidos a polimerasas virales específicas (aciclovir para el herpesvirus, zidovudina para el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) y sofosbuvir para el virus de la hepatitis C (VHC)) han tenido éxito en ensayos clínicos [2] [3] [4] [5] y actualmente se utilizan para el tratamiento de pacientes infectados por virus. Otra clase de fármacos análogos de nucleósidos como la ribavirina, que actúa más ampliamente en varios virus, se ha utilizado en conjunción con IFN-α [6]. Es importante destacar que estudios extensos sobre la acción antiviral de la ribavirina han establecido el marco molecular subyacente de análogos de nucleósidos. El mecanismo principal para explicar el efecto antiviral de Los análogos nucleótidos son transportados a las células y fosforilados por la acción consecutiva de las quinasas virales o celulares, generando finalmente trifosfatos de nucleótidos. Los análogos nucleótidos maduros, que son similares a los nucleótidos fisiológicos, pueden incorporarse directamente al genoma viral en crecimiento durante la polimerización, resultando en la terminación de la reacción en cadena o la acumulación de mutaciones (Figura 1 ). Alternativamente, los análogos nucleótidos pueden unirse a la región de unión de nucleótidos en las polimerasas virales y bloquear la entrada de nucleótidos naturales entrantes. El otro mecanismo se basa en la modulación de la síntesis de nucleos(t)ides celulares. Se han acumulado informes de que los análogos nucleótidos actúan como agentes antivirales interfiriendo con vías de síntesis Apuntando a las enzimas metabólicas, los análogos de nucleósidos bloquean el flujo natural de síntesis de nucleos(t)ide y, en consecuencia, causan el agotamiento o desequilibrio de los grupos de (d)NTP. Como la replicación viral depende en gran medida de la disponibilidad de nucleótidos de huésped, una condición nucleótida-defectiva disminuye la eficiencia de la replicación viral. Un mecanismo propuesto más recientemente se ha basado en las observaciones de que algunos análogos de nucleósidos activan la inmunidad innata, especialmente en la regulación de genes estimulados por interferón (ISGs). Es importante destacar que este fenómeno suele mediarse por la inhibición de la síntesis de nucleótidos, lo que sugiere una posible interacción entre la biosíntesis de nucleótidos y la inmunidad innata. En la presente revisión, nos centramos más en la gemcitabina como un análogo nucleósido, que es clínicamente relevante y cuya actividad antiviral de amplio espectro ha sido reportada recientemente por muchos grupos, incluyendo nuestro grupo. Lo más importante, resumimos inhibidores de las vías de biosíntesis purina/pirimidina que inducen la inmunidad innata y proponen posibles mecanismos de acción para estos inhibidores. pueden incorporarse directamente al genoma viral en crecimiento durante la polimerización, resultando en la terminación de la reacción en cadena o la acumulación de mutaciones (Figura 1 ). Alternativamente, los análogos nucleótidos pueden unirse a la región de unión nucleótida sobre polimerasas virales y bloquear la entrada de nucleótidos naturales entrantes. El otro mecanismo se basa en la modulación de la síntesis de nucleosida celular. Se han acumulado informes de que los análogos de los nucleósidos actúan como agentes antivirales interfiriendo con las vías de síntesis de los nucleos(t)ides del huésped [7] [8] [9] [10]. Al dirigirse a las enzimas metabólicas, los análogos de los nucleósidos bloquean el flujo natural de la síntesis de los nucleos(t)ides y, en consecuencia, causan el agotamiento o desequilibrio de los grupos de (d)NTP. Como la replicación viral depende en gran medida de la disponibilidad de nucleótidos del huésped, una condición nucleótida-defectiva disminuye la eficiencia de la replicación viral. Un mecanismo más recientemente propuesto se ha basado en las observaciones de que algunos análogos de los nucleósidos activan la inmunidad innata, especialmente la regulación ascendente de los genes estimulados por interferones (ISGs). Sin embargo, el mecanismo preciso de esta conversación cruzada aún no ha sido aclarado. Ahora hay un número creciente de análogos nucleósidos con actividad antiviral hacia una amplia gama de virus. Han sido bien resumidos en un informe anterior [1]. En la presente revisión, nos centramos más en la gemcitabina como análogo nucleósido, que es clínicamente relevante y cuya actividad antiviral de amplio espectro ha sido reportada recientemente por muchos grupos incluyendo nuestro grupo. Más importante aún, resumimos inhibidores de las vías de biosíntesis purina/pirimidina que inducen la inmunidad innata y proponen posibles mecanismos de acción para estos inhibidores. Figura 1. El mecanismo del efecto antiviral de los análogos nucleos(t)ide. Inmunidad innata relacionada con la inhibición de la síntesis de nucleos(t)ide, un mecanismo antiviral emergente de análogos nucleósidos, fue La gemcitabina es un análogo de la citidina que se ha utilizado clínicamente para el tratamiento de varios cánceres [11, 12]. Sin embargo, en los últimos años, la actividad antiviral de la gemcitabina también se ha notificado contra una amplia gama de virus del ARN, incluyendo el síndrome respiratorio de Oriente Medio coronavirus (MERS-CoV), el síndrome respiratorio agudo grave coronavirus (SARS-CoV), el virus del Zika (ZIKV), el VHC, el poliovirus (PV), el virus de la gripe A (IAV), el VIH y los enterovirus (EV) [13] [14] [15] [16] [17] [18]. Las actividades antivirales de la gemcitabina contra los virus antes mencionados se resumen en la Tabla 1. Para seleccionar eficientemente el fármaco antiviral adecuado Figura 1. El mecanismo del efecto antiviral de los análogos de nucleos(t)ides. La inmunidad innata relacionada con la inhibición de la síntesis de nucleos(t)ides, un mecanismo antiviral emergente de análogos de nucleósidos, fue resaltado por las cajas amarillas. Gemcitabina es un análogo de la citidina que se ha utilizado clínicamente para el tratamiento de varios cánceres [11, 12]. Sin embargo, en los últimos años, la actividad antiviral de la gemcitabina también se ha notificado contra una amplia gama de virus del ARN, incluyendo el síndrome respiratorio del Oriente Medio coronavirus (MERS-CoV), el síndrome respiratorio agudo grave coronavirus (SARS-CoV), el virus del Zika (ZIKV), el VHC, el poliovirus (PV), el virus de la gripe A (IAV), el VIH y los enterovirus (EV) [13] [14] [15] [16] [17] [18]. Las actividades antivirales de la gemcitabina contra los virus mencionados se resumen en la Tabla 1. El MERS-CoV y el SARS-CoV pertenecen a la familia de Coronaviridae y son agentes causantes de enfermedades respiratorias virales graves en los seres humanos. Se examinaron 290 fármacos aprobados por la FDA en células de Vero E6 infectadas por virus e identificaron a la gemcitabina como uno de los fármacos con actividad antiviral contra MERS-CoV y SRAS-CoV (EC 50 de 1,2 μM y 4,9 μM, respectivamente) [13]. Más recientemente, se demostró que la gemcitabina suprimía eficazmente la infección y replicación de ZIKV en células de epitelio de pigmento retiniano humano (RPE), especialmente a concentraciones no citotóxicas (EC 50 de 0,01 μM vs. CC 50 de > 10 μM) [14]. ZIKV, miembro de la familia Flaviviridae, puede infectar a mujeres embarazadas y causar anomalías congénitas como la microcefalia en lactantes, que ha atraído una creciente atención pública, así como una amplia investigación y desarrollo en tratamientos posibles También se encontraron actividades antivirales efectivas de gemcitabina para la replicación del VHC en células Huh-7 y la infección del VIH en células U373-MAGI-CXCR4 CEM, con EC 50 s estimado de 12 nM y 16,3 nM, respectivamente [17, 19], que fueron concentraciones menores que las utilizadas en la terapia contra el cáncer [20]. En el caso del VIH, la combinación de gemcitabina con decitabina, otro análogo nucleósido en uso clínico para la terapia contra el cáncer, redujo sinérgicamente la infectividad del VIH al aumentar la frecuencia de mutación viral [21]. En un estudio de seguimiento, Clouser et al. reportaron además el efecto antiviral de la gemcitabina contra retrovirus relacionado con el VIH, el virus de la leucemia murina (MuLV), in vitro (EC 50 de 1,6 Denisova y otros (EC 50 de 0,068 μM) [16] También probaron si la gemcitabina tenía un efecto antiviral en varios otros virus de diferentes familias y encontraron su fuerte efecto inhibidor sobre el virus Sindbis y el virus herpes simplex-1 (HSV-1) (>2 log reduction in virus titer) pero efectos relativamente débiles sobre el virus forestal Semliki y el ecovirus humano 6, y efectos mínimos sobre el virus Bunyamwera, el virus sarampión (MeV) y el virus vaccinia [16]. El efecto antiviral de la gemcitabina sobre los EVs, realizado inicialmente sobre el Coxsackievirus B3 (CVB3), se encontró en el cribado de medicamentos aprobados por la FDA en células de Vero replicantes de CVB3 por nuestro grupo (EC 50 de 0,4 μM) [18]. Su actividad antiviral de amplio espectro sobre los EVs se identificó además al observar un efecto inhibidor similar sobre el enterovirus 71 (EV71) y los rinovirus humanos (HRVs) (EC 50 s de 1 y 1-5 μM, respectivamente). En el caso de la VFC, el efecto antiviral de la gemcitabina se confirmó además en un modelo de ratón infectado por virus [22]. En este estudio, la administración intranasal de gemcitabina redujo significativamente la carga viral pulmonar y la inflamación al disminuir las citocinas proinflamatorias, incluyendo TNF-α e IL-1β, y el número de linfocitos infiltrantes pulmonares. Más recientemente, Zhang et al. también identificaron a la gemcitabina como el mejor inhibidor anti-PV de una pantalla de fármacos aprobados por la FDA en las células HeLa replicantes de PV (EC 50 de 0,3 μM) [15]. Como se mencionó anteriormente, la acumulación de evidencia ha demostrado definitivamente que la gemcitabina es un inhibidor eficaz de amplio espectro de virus ARN y tiene un potencial terapéutico para el tratamiento de diversas enfermedades asociadas al virus. Además, es posible que la gemcitabina sea eficaz para otros virus ARN no probados. Consecuentemente con esta posibilidad, se ha reportado que la infección de HSV-1, que es un virus de ADN representativo clasificado en la familia Herpesviridae, fue fuertemente afectada por la gemcitabina [16]. La mayoría de los virus mencionados tienen, en el mejor de los casos, fármacos profilácticos o terapéuticos limitados como posibles tratamientos. Esto es especialmente cierto para los virus emergentes o resurgidos que involucran enfermedades graves, como el MERS-CoV, el SARS-CoV y el ZIKV, que son grandes amenazas para la salud pública y que necesitan urgentemente un tratamiento eficaz durante sus etapas tempranas de infección. En este sentido, la repurposición de gemcitabina para el tratamiento de pacientes infectados con estos virus mortales es un enfoque realista. Es importante destacar que ZIKV fue el más afectado por la gemcitabina, con un EC 50 nanomolar bajo, que Incluso para otros virus con un EC 50 relativamente alto, existe una opción para tratar pacientes con una combinación de gemcitabina con otros agentes antivirales. De esta manera, se puede lograr un tratamiento antiviral eficaz mediante la acción sinérgica de dos antivirales con dosis mucho más bajas para cada fármaco, lo que minimiza los efectos secundarios deletéreos cuando se utiliza clínicamente. Como ejemplo, el efecto antiviral sinérgico de gemcitabina en combinación con ribavirina, un fármaco antiviral que actualmente se utiliza contra unos pocos virus ARN, se notificó contra EVs como CVB3 y EV71 [18]. Como se mencionó anteriormente, la combinación de gemcitabina con decitabina suprimió sinérgicamente la infectividad del VIH tanto in vitro como in vivo [17, 21]. Sin embargo, el uso real de gemcitabina en pacientes infectados por virus requiere estudios previos in A pesar de que la mayoría de los datos antivirales provienen de estudios in vitro, dos estudios recientes han reportado los efectos antivirales de la gemcitabina en modelos murinos [17, 22]. Un análisis más extenso de la gemcitabina en modelos animales en un futuro próximo acelerará sus aplicaciones terapéuticas en ensayos clínicos. La mayoría de los estudios sobre la actividad antiviral de la gemcitabina carecen de evidencia experimental del modo de acción. Sin embargo, nuestro grupo ha reportado recientemente que la gemcitabina tuvo un efecto anti-EV al enfocar la vía de rescate de la biosíntesis de pirimidina [23]. Además, la gemcitabina indujo fuertemente la expresión de varios ISGs incluyendo CXCL10, IRF7, IRF9, IFIT1 y DDX58, que fueron los principales agentes en la inmunidad innata que defendió al huésped contra la infección Estos resultados fueron consistentes con un informe anterior según el cual la gemcitabina estimuló la producción de IFN-β e IFN-γ en células RPE infectadas por el VAI [16]. Es importante destacar que la activación de los ISG estaba bien relacionada con la inhibición de la biosíntesis de pirimidina, lo que sugiere un vínculo entre la biosíntesis de pirimidina y la inmunidad innata. Fenómenos similares en términos de activación del ISG se han notificado previamente con unos pocos compuestos de varios inhibidores de la biosíntesis de purina o pirimidina que tenían actividad antiviral, como se resume en el cuadro 2 [6, 10, [23] [25] [26] [28] [30] [32] [33] [35] [36] [38] [39] [40] [41] [42]. Con respecto a los inhibidores de la biosíntesis purina, la ribavirina y el ácido micofenolico (MPA) son inhibidores de la inosina-5-monofosfato (IMP) deshidrogenasa (IMPDH), que es una enzima clave de la vía de la biosíntesis purina. Estos inhibidores se han utilizado con éxito como agentes antivirales clínicos o inmunosupresores durante décadas. Ambos tienen actividades antivirales contra virus como el VHC, el virus de la hepatitis E (VHE), el MERS-CoV, el virus del dengue, la fiebre amarilla, el virus de la hepatitis B, el virus del Nilo Occidental (WNV), el virus de Chikungunya (CHIKV) y el IAV [24] [26] [27] [29] [30], principalmente a través de la inhibición de la biosín Para la actividad antiviral de ribavirina frente al VHC, la ribavirina indujo específicamente la expresión de ARNm IRF7, IRF9 e ISG15, que se sabe que son importantes para las respuestas inmunitarias anti-VHC [6]. La activación ISG se produjo a través de un mecanismo indefinido que fue diferente de la clásica señalización de IFN, vía de detección intracelular dsRNA, vías de receptor tipo peaje y de factor B nuclear. Lo más importante, la activación ISG inducida por ribavirina y la actividad antiviral fueron suprimidas utilizando guanosina suplementada, un análogo natural de ribavirina, sugiriendo la activación ISG mediada por inhibición de IMPDH como una vía de inmunidad innata alternativa. Al igual que la ribavirina, el MPA indujo notablemente la expresión de varios ISG, incluyendo IRF1, IRF9, ISG15, IFI6, IRF7, CXCL10, IFIT2 e IFITM3 mRNA en células Huh-7 ingenuas o infectadas por el VHE, y la inducción de ISG fue al menos parcialmente abrogada por el uso de guanosina suplementada [10]. Mecanicamente, la inducción de ISG por MPA fue independiente del sistema clásico JAK/STAT, similar a la observada con ribavirina [30]. Resultados similares se obtuvieron con varios inhibidores IMPDH1 o IMPDH2, con diversas afinidades, que fueron diseñados a medida y sintetizados [10]. Como se muestra en la Tabla 2, la mayoría de los inhibidores de la biosíntesis de pirimidina se dirigen a la dihidroorato deshidrogenasa (DHODH), una enzima esencial en la síntesis de la pirimidina de novo. Lucas-Hourani et al. identificaron a DD264 como un componente de respuesta sensible al interferón (ISRE) estimulado por la detección de alto rendimiento, y otros análisis sugirieron que era un inhibidor de la DHODH con una fuerte actividad antiviral contra varios virus, incluyendo MeV, CHIKV y WNV [37]. El DD264 realzó la expresión de varios ISG, que fueron suprimidos casi completamente por la adición de uridina suplementada, lo que indica la activación del ISG mediada por inhibición del DHODH. Además, la actividad antiviral y la activación del DD264 por el ISG requerían el factor de transcripción del interferón 1 (IRF1), un regulador maestro de la expresión génica antiviral [37], que era consistente con la observación de que la actividad anti-VHC del MPA fue mediada parcialmente por el IRF1 [30]. En este estudio, se mostraron resultados similares con el brequinar, otro inhibidor DHODH bien conocido. FA-613 es también un compuesto antiviral, que inhibe la vía de la biosíntesis de la pirimidina, probablemente a través de la focalización del DHODH e induce la expresión de los ISG como IFNB1, CXCL10, ISG15 y CCL5 [38]. Sin embargo, queda por determinar si la activación del ISG está mediada por la inhibición de la biosíntesis de la pirimidina El mecanismo de activación del ISG inducido por el inhibidor de la síntesis de nucleótidos todavía no está claro. Sin embargo, se ha acumulado evidencia que demuestra que la activación del ISG inducido por el inhibidor de la síntesis de nucleótidos es independiente de la señal IFN mediada por JAK/STAT clásica [6, 10, 23]. Primero, Wang et al. mostraron claramente que la activación del ISG y la actividad anti-HEV inducida por MPA o brequinar no fue mediada por JAK [10]. Segundo, la inducción del IRF7 por ribavirina no se vio afectada por la caída de STAT1, mientras que la de IFN-α se vio fuertemente afectada bajo las mismas condiciones [6]. Tercero, nuestro estudio reciente con gemcitabina confirmó además la activación del ISG independiente de la señal IFN mediante estudios paralelos que comparaban los efectos de gemcitabina e IFN-α En nuestro estudio, la fosforilación de STAT1 en Tyr701, que se desencadenó dramáticamente por IFN-α, no se produjo cuando se trató con gemcitabina [23]. Además, la regulación ascendente de DDX58 mRNAs inducida por gemcitabina no se vio afectada por el derribo de IRF9, lo que fue contrario al resultado de que la regulación ascendente inducida por IFN-α de DDX58 mRNAs fue suprimida significativamente bajo las mismas condiciones. De acuerdo con las observaciones anteriores, ha habido algunos informes de que los ISGs fueron inducidos en ausencia de activación JAK1 o STAT1 [43, 44]. A pesar de los datos limitados, especulamos el escenario de activación ISG que es independiente de la señal IPN mediada por JAK/STAT. Los inhibidores de la biosíntesis de purina o pirimidina podrían interferir con la vía metabólica a través de la focalización de algunas enzimas clave como IMPDH y DHODH, llevando al agotamiento o desequilibrio del grupo (d)NTP. La inactivación de las propias enzimas metabólicas o, en consecuencia, de los nucleos(t)ides alterados podría desencadenar una señal, que finalmente se entrega a ciertos elementos cis-actuantes en el promotor de un subconjunto de ISGs, posiblemente a través del relé de cinasas y factores de transcripción. Basándose en los informes mencionados anteriormente, esta señal es menos probable que dependa de STAT1/2-IRF9 (factor genético estimulado por IFN 3; ISGF3), al menos para la gemcitabina, que es el mayor complejo transcripcional de la vía JAK/STAT inducida por IFN. También debe considerarse que A pesar del consenso en la activación del ISG, cada inhibidor de la biosíntesis de la purina/pirimidina parece inducir distintos grupos de ISG, al menos con diferentes patrones [10]. La selección de una enzima en la que las vías (síntesis de la purina o de la pirimidina) o los pasos (pronto/tarde y de novo/salvaje) producen diferentes niveles de intermedios y nucleos(t)ides dará como resultado diversos resultados de las activaciones del ISG. Podría haber más de una vía de señalización involucrada. La actividad antiviral sinérgica de la gemcitabina y la ribavirina observada en nuestro estudio podría explicarse por la posible existencia de dos vías de señalización separadas que median cada inhibición de la síntesis de nucleótidos hacia la activación de la ISG. Los análisis sistemáticos de las quinasas de señalización, los IRF y los STATs utilizando el derribo de siRNA y/o la inhibición farmacológica y los análisis metabólicos de los intermediarios y nucleos(t)ides correspondientes deberían aclarar los mecanismos moleculares subyacentes de la activación de la ISG por inhibidores de la biosíntesis de purina/pirimidina. En este sentido, los análogos nucleósidos que se dirigen directamente a la polimerasa ARN viral dependiente de ARN y presentan una alta barrera al desarrollo de virus resistentes se han considerado ventajosos. Además, el reciente descubrimiento de un nuevo modo antiviral de análogos nucleósidos que actúan a través de la inmunidad innata fortalece la base molecular para su aplicación terapéutica como fármacos antivirales de amplio espectro. Los análogos nucleósidos probablemente inducen diferentes subconjuntos de ISGs, al menos con un patrón diferente, que conducen a varias combinaciones de ISGs y resultados antivirales resultantes. Además, según Schoggins et al., diferentes virus se ven afectados por subconjuntos distintos de ISGs y algunos ISGs como IRF1, MB21D1, HPSE, DDX58, MDA e IFITM3 actúan ampliamente sobre varios virus [45]. Por lo tanto, se requieren análisis más sistemáticos sobre los subconjuntos de GSI inducidos por análogos de nucleósidos antivirales para la identificación de mejores fármacos antivirales que puedan utilizarse de forma amplia o específica. Dados los efectos secundarios clínicos del tratamiento con IFN, los análogos de nucleótidos que difieren de IFN en la activación de subconjuntos de GSI deben considerarse como alternativas. Sin embargo, los análogos de nucleósidos que interfieran con la vía de síntesis de nucleótidos del huésped sugieren posibles efectos secundarios en sus aplicaciones clínicas. Se requiere una evaluación cuidadosa de la seguridad clínica y su aplicación para la medida urgente de pacientes infectados con virus mortales merecería ser considerada principalmente.
question: ¿Qué análogo nucleósido es el foco del estudio actual?
answers.text: gemcitabina