Interazione tra la proteina pp65 di HCMV e la via cGAS-STING: modulazione dell'infettività virale attraverso il metabolismo lipidico

The human cytomegalovirus (HCMV) is a DNA virus from the Herpesviridae family, classified in Baltimore group I, and it can infect various types of cells, establishing latent infections. The phosphoprotein 65 (pp65) is one of the major and most important components of the viral tegument, playing a crucial role in modulating and attenuating the host's antiviral responses by inhibiting the activation of the cGAS-STING signaling pathway and the production of type I interferon. Based on these premises, the aim of this Thesis was to analyze more in depth the impact of pp65 on viral infectivity. We used primary human foreskin fibroblasts as a study model, infecting them with an HCMV strain unable to express pp65 protein (v65Stop) and with the pp65 revertant counterpart (v65Rev) to evaluate their replication and infectivity. At a given multiplicity of infection (MOI), no differences in replication were observed between v65Stop and v65Rev. However, when infecting cell cultures with an equivalent number of v65Stop or v65Rev virions per cell, a significant reduction in v65Stop infectivity compared to v65Rev was detected, highlighting the involvement of pp65 in viral infectivity. Viral infectivity is a complex process in which lipid metabolism plays a crucial role. Therefore, we focused on exploring how pp65 influences the synthesis of fatty acid synthase (FASN), an enzyme that regulates de novo lipogenesis. Our results showed that HCMV infection significantly increases FASN expression and lipid concentrations, revealing a regulatory role of pp65 in de novo lipogenesis. Furthermore, given the relevance of the cGAS-STING pathway in maintaining metabolic homeostasis, we generated cell lines with silenced cGAS and STING genes. Remarkably, we observed a restoration of v65Stop infectivity in the silenced cells, supporting the importance of the cGAS-STING pathway in lipid metabolism. Understanding the intricate connections between pp65, lipid metabolism, and the interferon pathway provides valuable insights into the molecular mechanisms driving HCMV infectivity and opens the door to the development of targeted antiviral drugs, leveraging lipid metabolism modulation to control viral infectivity.

Il citomegalovirus umano (HCMV) è un virus a DNA della famiglia Herpesviridae appartenente alla I classe di Baltimore ed è in grado di infettare diverse tipologie di cellule, stabilendo infezioni latenti. La fosfoproteina 65 (pp65) è una delle principali ed importanti componenti del suo tegumento, che svolge un ruolo cruciale nel modulare e attenuare le risposte antivirali dell'ospite, inibendo l’attivazione della via di segnalazione cGAS-STING e, quindi, la produzione di interferone di tipo I. Sulla base di queste premesse, l’obiettivo del presente lavoro di Tesi è stato analizzare, in maniera più approfondita, l'impatto di pp65 sull'infettività virale. Come modello di studio abbiamo utilizzato fibroblasti primari derivati da prepuzio umano, infettandoli con un ceppo di HCMV privo della proteina pp65 (v65Stop) e con il virus revertante corrispondente (v65Rev) per valutarne la replicazione e l'infettività. In condizioni di molteplicità di infezione (MOI) non sono state osservate differenze nella replicazione tra v65Stop e v65Rev. Tuttavia, infettando le colture cellulari con un numero equivalente di virioni v65Stop o v65Rev per cellula, è stata rilevata una significativa riduzione dell'infettività di v65Stop rispetto a v65Rev, evidenziando il coinvolgimento della proteina pp65 nell'infettività virale. Quest’ultima è un processo complesso, in cui il metabolismo dei lipidi gioca un ruolo cruciale. Pertanto, ci siamo concentrati sull'esplorare come pp65 influenzi la sintesi dell’acido grasso sintasi (FASN), enzima che regola la lipogenesi de novo. I nostri risultati hanno dimostrato che l'infezione da HCMV aumenta significativamente l'espressione di FASN e le concentrazioni lipidiche, evidenziando un ruolo regolatorio di pp65 nella lipogenesi de novo. Inoltre, data la rilevanza della via cGAS-STING nel mantenimento dell'omeostasi metabolica, abbiamo generato linee cellulari in cui il gene cGAS o STING è stato silenziato. È interessante sottolineare che abbiamo osservato un ripristino dell'infettività di v65Stop nelle cellule silenziate, supportando la rilevanza della via cGAS-STING nel metabolismo lipidico. Comprendere le connessioni intricate tra pp65, metabolismo lipidico e la via degli interferoni fornisce preziose informazioni sui meccanismi molecolari che guidano l'infettività di HCMV e apre la via per la produzione di farmaci antivirali mirati, sfruttando la modulazione del metabolismo lipidico per controllare l’infettività virale.