Lipídios e labirintos: o labirinto metabólico do mosquito-vírus encontra #Metabolismmondays

Todo o mundo é uma dança metabólica, os cientistas do início de carreira estão liderando o caminho!

Perspectivas emergentes no metabolismo

Nesta semana, encontraremos o Dr. Cassandra Koh, que é um novo corpo docente do Instituto Pasteur. Cassandra é motivada pela curiosidade e é apaixonada por decodificar a coreografia molecular entre vírus, seus hospedeiros de insetos e os lipídios que os entrelaçam. Sua pesquisa rastreia de maneira complexa de arbovírus sequestrar o metabolismo do mosquito para alimentar sua replicação e se aprofundou em como simbiontes como Wolbachia Recupere essas vias metabólicas. Seu laboratório novinho em folha se concentrará em como vírus – virus – hospedeiro As interações oferecem uma visão diferenciada da transmissão de doenças e da co-evolução microbiana. Mas a ciência para Cassandra é mais do que experimentos – é uma maneira de fazer perguntas sobre o mundo. Ela credita mentores fortes e inspiração surpreendente de artistas e contadores de histórias por moldar sua jornada. Seja ela rastreando a dinâmica lipídica nas células de mosquitos ou hospedando um longo almoço para amigos, Cassandra acredita na curiosidade como uma bússola. Atualmente, ela está recebendo colaboradores e pós -docs interessados ​​em explorar as interseções metabólicas de imunidade, infecção e simbiose. Confira o trabalho dela aqui ! Dê a ela um acompanhamento Bluesky e Twitter.

Qual foi a sua primeira introdução aos campos do metabolismo e infecções virais?

Tudo começou com o colesterol. A mosca da fruta Drosophila melanogaster carrega um endossimbionte bacteriano chamado Wolbachia Isso suprime infecções virais patogênicas em seu hospedeiro. Foi uma descoberta muito emocionante que resultou em uma estratégia de intervenção biológica contra doenças virais transmitidas por mosquito com base na introdução estável do Wolbachia wPopulações naturais de MelstrainINTO de uma grande espécie de vetor de mosquito, Aedes aegypti. Eric Caragata havia mostrado que Wolbachia-Os supressão viral induzida tornou -se mais fraca quando Drosophila moscas tinham mais colesterol em suas dietas, levando à conclusão de que Wolbachia e Drosophila Os vírus estavam competindo pelo colesterol hospedeiro (PMID: 24337107).

Naturalmente, isso levou à questão de saber se Wolbachia e vírus transmitidos por mosquito (também chamados arbovírus) também competem pelos recursos lipídicos do hospedeiro. Durante este estudo, aprendi muito sobre o papel dos lipídios em infecções virais em mosquitos em um artigo -chave de Rushika Perera (PMID: 22457619). Seu trabalho mostrou que a replicação do vírus da dengue nas células de mosquito depende da atividade da sintase de ácidos graxos. Além disso, como um flavivírus, o vírus da dengue reorganiza as membranas do retículo endoplasmático para formar complexos de replicação, e isso se reflete em um enriquecimento de lipídios que promovem a curvatura e a permeabilidade da membrana.

Você usa o termo interação “vírus-vírus-host” para descrever o tema do seu laboratório. Você poderia compartilhar sua jornada para estudar isso e usar os mosquitos como um dos seus sistemas de modelos host? Diga -nos como você se inspirou para se ramificar ainda mais em aspectos metabólicos das infecções virais?

A interação entre os arbovírus com o hospedeiro de mosquitos é um sujeito fascinante em si. Os mosquitos desenvolveram maneiras interessantes de lutar e tolerar infecções virais e o vírus procura completar seu ciclo de transmissão, minimizando a virulência ao seu hospedeiro vetorial. Com a recente apreciação de que os mosquitos abrigam uma infinidade de outros vírus que constituem sua microbiota residente, a interação Virus-Mosquito não é mais um jogo de dois jogadores. Esses vírus residentes são chamados de “vírus específicos para mosquitos” para distingui-los dos que infectam e causam doenças em humanos e animais. Eles entraram nos holofotes da pesquisa, pois muitos estudos relataram sua capacidade de reduzir ou aprimorar a infecção por arbovírus em mosquitos, o que implica que eles têm um papel a desempenhar na transmissão de doenças. Desde então, muitas perguntas surgiram sobre como eles interagem com os arbovírus e o anfitrião do mosquito. Estou curioso para ver se essas interações podem ser observadas na dimensão metabólica.

Seu trabalho cruza a virologia, o metabolismo, a imunologia e a interferência de RNA-diga-nos o que o estudo do meta-metabolismo significa para você. Como você integra essas disciplinas em sua pesquisa e que idéias únicas surgiram dessa abordagem?

Respostas imunes Energia de custo. Infecções virais custam energia. Uma infecção por vírus é, portanto, uma interrupção na homeostase imunológica e lipídica. Já existe alguma evidência de diafonia entre sinalização imunológica e modulações de metabolismo lipídico em infectadas por bactérias Drosophila (PMID: 30902902Assim, PMID: 33227003). Além disso, os vírus sequestram as membranas lipídicas do hospedeiro e reconfiguram fosfolipídios para formar complexos de replicação viral (PMID: 33087565), aumentando o pedágio à carga metabólica da célula infectada por vírus. A regulação imunológica e metabólica, portanto, andava de mãos dadas e forneceria uma visão mais holística das respostas celulares à infecção viral.

Como Wolbachia evoluiu em Drosophila E espécies de mosquitos – Muitos mecanismos de simbiose são conservados evolutivamente? Como o estudo das interações Wolbachia-Insect pode nos ajudar a entender as mudanças metabólicas acionadas por simbionte? Você poderia esclarecer mais essas áreas emergentes da pesquisa.

Wolbachia é um endossimbionte comum entre os artrópodes, incluindo insetos como Drosophila melanogaster e algumas espécies de mosquito gostam Aedes albopictus. Quando foi observado que alguns Wolbachia As cepas protegem seus Drosophila hospedeiro de infecção viral, a noção de que o endossimbionte poderia ser introduzido em Aedes aegypti mosquitos, um host não nativo, levaram ao desenvolvimento de Wolbachia-Estratégias de intervenção baseadas em limites para limitar a propagação de vírus transmitidos por essas principais espécies vetoriais. Que Wolbachia é transmitido verticalmente através da linha materna foi uma propriedade muito útil para uma intervenção sustentável e autônoma.

Estudando como Wolbachia Interage com seus hospedeiros revelaria seus mecanismos de simbiose, o que diria algo sobre as direções das pressões evolutivas em hospedeiros naturais ou introduzidos. Esses mecanismos podem assumir a forma de mutualismo metabólico, priming imune ou algo completamente diferente.

Quais são as principais diferenças em como Wolbachia e DENV-3 (vírus da dengue seotipo 3) alteram o metabolismo lipídico do hospedeiro?

Em nosso trabalho comparando como Wolbachia e denv-3 modular Aedes aegypti Lipídios, descobrimos que o endossimbionte e o vírus produzem alterações lipídicas muito diferentes. Enquanto DENV-3 produziu elevações fortes, Wolbachia-Os mosquitos infectados exibiram perturbações muito mais amenas de diferentes espécies lipídicas, que não suportam o Wolbachia-Virus Hipótese da competição.

Conte -nos sobre suas descobertas sobre a Infecção da Associação de DeNV3 com crescimento de gotículas lipídicas e hiperglicemia em mosquitos? Conte -nos sobre sua emocionante descoberta de como as cardiolipinas estão envolvidas na infecção por DENV.

A infecção por DENV-3 sozinha níveis fortemente elevados de triacilgliceróis, glicerofosfolipídios ricos em ácidos graxos poliinsaturados e fosfatidiletanolaminas glicatadas com amadori-glicatedas em amadorias em fosfatidiletanolaminas em amadorias em em amadori Aedes aegypti mosquitos. Essas lessons lipídicas indicam acúmulo de gotículas lipídicas, remodelação da membrana celular e hiperglicemia induzida por infecção viral. O último é especialmente interessante, pois sugere que esse fenômeno celular, que já foi observado anteriormente nas células humanas infectadas pelos vírus da dengue, também poderia ocorrer nas células do mosquito.

As cardiolipinas eram uma classe interessante de lipídios a serem observados em nosso conjunto de dados porque não foram anteriormente associados à infecção. Dado seu papel na manutenção da função das mitocôndrias e nossa constatação de que a depleção de cardiolipina desfaz a replicação do vírus, supomos que as cardiolipinas ajudam a amortecer os efeitos das tensões celulares da infecção viral que, de outra forma, levariam ao desencadeamento das vias de regulação da apoptose.

Construindo suas descobertas no metabolismo lipídico, quais são seus próximos planos? Existem vias metabólicas específicas ou reguladores hormonais que você pretende investigar ainda mais?

Parece que os vírus são fortes remodeladores da paisagem lipídica em mosquitos. Estou ansioso para ver como essas modulações ocorrem em diferentes origens do Virome. A diafonia entre as vias imunológicas e metabólicas é algo que desejo mergulhar mais profundamente. Isso nos diria algo sobre os mecanismos pelos quais a microbiota hospedeira influencia a infecção e a transmissão do arbovírus.

Qual o papel da curiosidade em sua vida, dentro e fora da ciência? Como o estudo da manipulação viral da dinâmica lipídica do hospedeiro tem implicações na evolução do metabolismo e sua conexão com as terapias?

Pergunta interessante, porque acho que vejo e abordo a vida em geral com curiosidade. O fato de eu poder ganhar a vida em descobrir coisas é algo pelo qual sou muito grato.

As idéias da modulação lipídios do hospedeiro podem informar sobre a dinâmica co-evolutiva de longo prazo entre os mosquitos e seus vírus. No lado clínico, entender quais lipídios e metabólitos hospedeiros são cooptados por arbovírus, tanto para o lado do artrópode quanto para os vertebrados da história, podem levar à identificação de fatores de risco de gravidade da doença ou novos alvos terapêuticos.

Conte-nos sobre como você vê o futuro do imune-metabolismo evoluir com as novas ferramentas futuras-quais técnicas você usou e quais ferramentas você está mais animado?

Atualmente, a transcriptômica e a metabolômica de células são as ‘coisas novas e brilhantes’ no espaço ômico. Como os vírus não infectam cada célula dentro de um tecido, esse nível de resolução sem precedentes nos permitiria identificar o metabolismo modulado por vírus celular com muita precisão. Estou ansioso por algumas revelações de mudança de paradigma que essas técnicas trarão.

Que conselho você ofereceria aos estudantes e cientistas em primeira carreira interessados ​​em explorar as interseções da interação metabolismo e vírus do host? Qual é um lugar inesperado que você encontrou inspiração para o seu trabalho?

Encontrar os mentores certos que me mostraram o que significa ser um cientista tem sido basic na minha carreira. Surpreendentemente, encontrei inspiração de atores e cantores, como Hugh Jackman, que (de acordo com uma entrevista de podcast que eu ouvi) se entregou cinco anos depois de se formar na escola de teatro para ver para onde sua carreira o levaria, ou Sabrina Carpenter, que estreou em 2014 e continuou até que ela produziu petrengos dez anos depois.

Em termos de ciência, acho que mais pessoas deveriam saber sobre essa revisão completa sobre interações metabólicas de vírus-vetores (PMID: 37360524).

Como você mantém um equilíbrio entre suas rigorosas atividades de pesquisa e vida pessoal? Existem hobbies ou práticas que você acha particularmente rejuvenescedor?

Manter o equilíbrio será sempre um desafio para mim, mas ajuda muito a saber de onde eu atraio satisfação e contentamento. Eu amo meu trabalho como pesquisador, mas os relacionamentos pessoais são o que me traz mais alegria. Eu sou o amigo da avó, por isso gosto de hospedar almoços longos e jantares.

Se você não havia embarcado em uma carreira em pesquisa biológica, que outra profissão você poderia seguir e por quê?

Eu acho que teria sido um historiador de comida. Gosto de aprender sobre como as culturas e a geografia influenciam os perfis e métodos de sabor de diversas cozinhas. É a interseção da antropologia e da ciência culinária. Tenho perguntas como: Por que a cozinha de climas mais quentes tendem a ser ricos em especiarias? E o que inspirou alguém a transformar o fermento de cervejaria em um sanduíche se espalhou?

Mais alguma coisa que você gostaria de destacar?

Se o imune-metabolismo nos mosquitos vetoriais soa como o seu tipo de vibração, entre em contato. Eu adoraria ouvir os candidatos pós-doutorado e/ou co-escritores de concessão.

Na semana passada, aprendemos sobre o tratamento de distúrbios metabólicos raros usando DrosophilaPesquisa de genética e ciência básica by way of medicina de precisão, confira o artigo –Encontrando frutas em moscas(Holly Thorpe)

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