| Data: |
2026 |
| Resum: |
L'amenaça persistent que representen les infeccions virals pandèmiques i emergents, com ara el Coronavirus del Síndrome Respiratori Agut Greu de tipus 2 (SARS-CoV-2), la grip (Influenza), el virus de la immunodeficiència humana tipus 1 (VIH-1) o els flavivirus Zika (ZIKV) i el virus del Nil Occidental (WNV), entre d'altres, constitueix un repte per a la salut pública global. Les teràpies antivirals actuals es dirigeixen principalment contra estructures o enzims virals altament mutables, fet que limita la seva eficàcia i afavoreix el desenvolupament de resistències. En conseqüència, el desenvolupament de teràpies antivirals dirigides a l'hoste (HDATs), basades en vies cel·lulars i mecanismes immunitaris conservats que els virus utilitzen per replicar-se, representa una alternativa rellevant per obtenir antivirals d'ampli espectre aplicables tant a infeccions actuals com futures. En aquest treball explorem la modulació del sistema immunitari innat com a estratègia pan-antiviral. Els objectius són establir un sistema de cribratge d'alt rendiment per identificar compostos immunomoduladors, validar-ne el potencial antiviral envers virus d'origen divers i caracteritzar els mecanismes d'acció de les noves dianes terapèutiques identificades. El cribratge es fonamenta en l'ús de cèl·lules epitelials pulmonars que contenen gens reporters (fosfatasa alcalina embrionària secretada (SEAP) i luciferasa) sota el control dels promotors del factor nuclear potenciador de les cadenes lleugeres kappa de les cèl·lules B activades (NF-κB) i dels elements de resposta estimulats per interferó (ISRE), punts convergents de les vies de senyalització dels receptors de reconeixement de patrons (PRR) i de l'activació de la resposta immunitària innata. Hem identificat 17 compostos (d'un total de 229) amb capacitat immunomoduladora. Tot i no identificar cap compost pan-antiviral, s'han caracteritzat dues noves dianes, els inhibidors de CDK8/19 i els agonistes de NOD, amb activitat antiviral envers HSV-1 i SARS-CoV-2, respectivament. La inhibició de CDK8/19 es va classificar com un potent inhibidor d'ISRE. La caracterització del compost va revelar una reducció significativa dels nivells d'expressió de sensors primerencs com MDA5 i RIG-I, així com de molècules de senyalització com IRF3 i IRF7, a més de conferir més d'un 60% de protecció davant d'HSV-1. CDK8/19 ha estat descrit prèviament com a factor implicat en la replicació d'altres membres de la família Herpesviridae mitjançant el Complex Mediador, però no en el cas d'HSV-1. En aquest context, es planteja la hipòtesi que la inhibició de CDK8/19 provoca la disrupció del Complex Mediador, dificultant el reclutament de les proteïnes virals necessàries per a una transcripció eficient i comprometent la replicació viral. El segon mecanisme identificat implica la família de receptors tipus NOD. S'ha observat que els agonistes de NOD1 i els agonistes duals NOD1/2 (TriDAP i M-TriDAP) activen selectivament la immunitat innata a través de la via NF-κB en cèl·lules epitelials pulmonars. TriDAP inhibeix la replicació de SARS-CoV-2 en un 49%, mentre que el lligand dual M-TriDAP assoleix fins a un 57% d'inhibició. A més, els agonistes de NOD no indueixen l'activació de cèl·lules mononuclears de sang perifèrica, indicant una activació localitzada i un menor risc d'hiperinflamació sistèmica. En conclusió, els resultats obtinguts validen la modulació primerenca de les vies NF-κB i ISRE com a eina de cribratge de compostos amb capacitat d'activar la resposta immunitària innata. La identificació d'inhibidors de CDK8/19 i d'agonistes de NOD, i els seus efectes sobre la replicació d'HSV-1 i SARS-CoV-2, reforcen el potencial de les HDATs per induir un estat antiviral que restringeixi la replicació de virus d'origen divers. En conjunt, les HDATs es consoliden com una alternativa terapèutica per a la preparació davant d'infeccions recurrents i emergents i els reptes de salut pública associats. |
| Resum: |
La amenaza persistente que representan las infecciones virales pandémicas y emergentes, como el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave 2 (SARS-CoV-2), la gripe, el virus de la inmunodeficiencia humana tipo 1 (VIH-1), o los flavivirus como el virus Zika (ZIKV) y el virus del Nilo Occidental (WNV), entre otros, constituye un gran desafío para la salud pública. Las terapias antivirales actuales se dirigen principalmente contra estructuras o enzimas virales altamente mutables, lo que limita su eficacia y favorece la aparición de resistencias. En consecuencia, el desarrollo de terapias antivirales dirigidas al huésped (HDAT) basadas en vías celulares conservadas y en mecanismos inmunes que los virus explotan para su replicación, representa una alternativa relevante para la obtención de antivirales de amplio espectro aplicables tanto a infecciones actuales como futuras. En este trabajo se explora la modulación del sistema inmune innato como una estrategia panantiviral. Los objetivos son establecer un sistema de cribado de alto rendimiento para la identificación de compuestos inmunomoduladores, validar su potencial antiviral frente a virus de diferentes orígenes y caracterizar los mecanismos de acción de nuevas dianas terapéuticas identificadas. La plataforma de cribado se basa en el uso de células epiteliales pulmonares que contienen genes reporteros -fosfatasa alcalina embrionaria secretada (SEAP) y luciferasa- bajo el control de los promotores del factor nuclear potenciador de las cadenas ligeras kappa de las células B activadas (NF-κB) y del elemento de respuesta a interferón estimulado (ISRE). Estos representan puntos de convergencia de las vías de señalización de los receptores de reconocimiento de patrones (PRR) y de la activación de la inmunidad innata. Se identificaron diecisiete compuestos (de un total de 229) con capacidad inmunomoduladora. Aunque no se identificó un compuesto panantiviral, se caracterizaron dos nuevas dianas: los inhibidores de CDK8/19 y los agonistas de NOD, con actividad antiviral frente a HSV-1 y SARS-CoV-2, respectivamente. La inhibición de CDK8/19 se clasificó como un potente inhibidor de la vía ISRE. La caracterización del compuesto reveló una reducción significativa en los niveles de expresión de sensores virales tempranos como MDA5 y RIG-I, así como de moléculas de señalización como IRF3 e IRF7, y confirió más de un 60% de protección frente a HSV-1. CDK8/19 ha sido previamente descrito como un factor implicado en la replicación de otros miembros de la familia Herpesviridae a través del complejo mediador, pero no en el caso del HSV-1. En este contexto, se plantea la hipótesis de que la inhibición de CDK8/19 altera el complejo mediador, impidiendo el reclutamiento de proteínas virales necesarias para una transcripción eficiente y comprometiendo así la replicación viral. El segundo mecanismo identificado involucra a la familia de los receptores tipo NOD. Se demostró que los agonistas de NOD1 y los agonistas duales NOD1/2 (TriDAP y M-TriDAP) activan de manera selectiva la inmunidad innata a través de la vía NF-κB en células epiteliales pulmonares. TriDAP inhibió la replicación de SARS-CoV-2 en un 49%, mientras que el ligando dual M-TriDAP alcanzó hasta un 57% de inhibición. Además, los agonistas de NOD no indujeron la activación de células mononucleares de sangre periférica, lo que indica una activación inmune localizada y un menor riesgo de hiperinflamación sistémica. En conclusión, los resultados obtenidos validan la modulación temprana de las vías NF-κB e ISRE como estrategia de cribado para identificar compuestos con capacidad de inducir una respuesta antiviral innata. La caracterización de inhibidores de CDK8/19 y agonistas de NOD, y su efecto sobre la replicación de HSV-1 y SARS-CoV-2, apoya el potencial de las terapias antivirales dirigidas al huésped como alternativa de amplio espectro frente a infecciones virales emergentes y recurrentes. |
| Resum: |
The persistent threat posed by pandemic and emerging viral infections, such as Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus 2 (SARS-CoV-2), influenza, human immunodeficiency virus type 1 (HIV-1), or the flaviviruses Zika virus (ZIKV) and West Nile virus (WNV) among others, represents a major challenge for global public health. Current antiviral therapies are primarily directed against highly mutable viral structures or enzymes, which limits their efficacy and promotes the emergence of resistance. Consequently, the development of host-directed antiviral therapies (HDATs), based on conserved cellular pathways and immune mechanisms that viruses exploit for replication, represents a relevant alternative for achieving broad-spectrum antivirals applicable to both current and future infections. In this work, we explore modulation of the innate immune system as a pan-antiviral strategy. The objectives are to establish a high-throughput screening system to identify immunomodulatory compounds, to validate their antiviral potential against viruses of diverse origins, and to characterize the mechanisms of action of newly identified therapeutic targets. The screening platform is based on the use of pulmonary epithelial cells containing reporter genes-secreted embryonic alkaline phosphatase (SEAP) and luciferase-under the control of the nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-κB) and interferon-stimulated response element (ISRE) promoters. These represent convergence points of pattern recognition receptor (PRR) signalling pathways and innate immune activation. Seventeen compounds (out of a total of 229) with immunomodulatory capacity were identified. Although no pan-antiviral compound was identified, two novel targets were characterized: CDK8/19 inhibitors and NOD agonists, with antiviral activity against HSV-1 and SARS-CoV-2, respectively. Inhibition of CDK8/19 was classified as a potent ISRE inhibitor. Characterization of the compound revealed a significant reduction in the expression levels of early viral sensors such as MDA5 and RIG-I, as well as signalling molecules including IRF3 and IRF7, and conferred more than 60% protection against HSV-1. CDK8/19 has previously been described as a factor involved in the replication of other members of the Herpesviridae family via the Mediator Complex, but not in the case of HSV-1. In this context, it is hypothesized that CDK8/19 inhibition disrupts the Mediator Complex, impairing the recruitment of viral proteins required for efficient transcription and thereby compromising viral replication. The second mechanism identified involves the family of NOD-like receptors. Agonists of NOD1 and dual NOD1/2 agonists (TriDAP and M-TriDAP) were shown to selectively activate innate immunity through the NF-κB pathway in pulmonary epithelial cells. TriDAP inhibited SARS-CoV-2 replication by 49%, while the dual ligand M-TriDAP achieved up to 57% inhibition. Furthermore, NOD agonists did not induce activation of peripheral blood mononuclear cells, indicating localized immune activation and a reduced risk of systemic hyperinflammation. In conclusion, the results obtained validate early modulation of the NF-κB and ISRE pathways as a screening tool for compounds capable of activating the innate immune response. The identification of CDK8/19 inhibitors and NOD agonists, and their effects on HSV-1 and SARS-CoV-2 replication, reinforce the potential of HDATs to induce an antiviral state that restricts the replication of viruses of diverse origins. Overall, HDATs are consolidated as a therapeutic alternative for preparedness against recurrent and emerging infections and their associated public health challenges. |
| Nota: |
Universitat Autònoma de Barcelona. Programa de Doctorat en Immunologia Avançada |
| Drets: |
Aquest document està subjecte a una llicència d'ús Creative Commons. Es permet la reproducció total o parcial, la distribució, la comunicació pública de l'obra i la creació d'obres derivades, sempre i quan aquestes es distribueixin sota la mateixa llicència que regula l'obra original i es reconegui l'autoria.  |
| Llengua: |
Anglès |
| Document: |
Tesi doctoral ; Text ; Versió publicada |
| Matèria: |
Antivirals ;
Antivirales ;
Innat ;
Innate ;
Innato ;
Cribatge ;
Screening ;
Cribaje ;
Ciències de la Salut |
visitant ::
identificació
dir.
