Certe virusuri ARN – virusul poliomielitei, virusul hepatitei C și virusul coxsackie – și probabil multe alte familii de virusuri se copiază singure prin capturarea unei enzime din celula gazdă pentru a crea fabrici de replicare îmbogățite cu o anumită lipidă, explică Altan-Bonnet. Fără acest lipid – fosfatidilinositol-4-fosfat (Pl4P) – aceste virusuri ARN nu sunt capabile să își sintetizeze ARN-ul viral și să se reproducă. Componente structurale cheie pe membranele celulare, lipidele servesc adesea ca molecule de semnalizare și situsuri de andocare pentru proteine.

Replicarea virală este procesul prin care particulele virale fac noi copii ale lor însele în interiorul unei celule gazdă. Aceste copii pot continua apoi să infecteze alte celule. Un virus ARN este un virus care are ARN, mai degrabă decât ADN, ca material genetic. Mulți agenți patogeni umani sunt virusuri ARN, inclusiv virusul SARS, virusul West Nile, HIV și cei pe care i-a studiat Altan-Bonnet.

După cum s-a raportat în ediția din 28 mai 2010 a revistei Cell, Altan-Bonnet și colegii săi cercetători au descoperit pentru prima dată că anumiți viruși ARN preiau controlul unei enzime celulare pentru a proiecta un compartiment de replicare pe membrana celulei, umplut cu lipide PI4P. Aceste lipide, la rândul lor, permit virusurilor ARN să atragă și să stimuleze enzimele de care au nevoie pentru replicare. În celulele neinfectate, nivelurile de lipide PI4P sunt menținute la un nivel scăzut, dar în celulele infectate viral aceste niveluri cresc dramatic. Descoperirile lui Altan-Bonnet și ale colegilor săi nu numai că deschid mai multe posibilități de prevenire a răspândirii diverselor infecții virale, dar pot contribui, de asemenea, la aruncarea unei noi lumini asupra reglării sintezei ARN la nivel celular și, potențial, asupra modului în care se dezvoltă unele tipuri de cancer.

„Scopul virusului este de a se replica”, notează Altan-Bonnet. „Pentru ca mașinăriile sale de replicare să funcționeze, virusul trebuie să creeze un mediu lipidic ideal, ceea ce face prin deturnarea unei enzime cheie din celula gazdă.”

Altan-Bonnet și echipa sa au reușit, de asemenea, să identifice proteina virală (așa-numita proteină 3A în cazul infecțiilor cu poliovirus și coxsackievirus) care captează și recrutează enzima celulară (fosfatidilinositol-4-kinaza III beta). În plus, laboratorul ei a reușit să împiedice procesul de replicare prin administrarea unui medicament care a blocat activitatea enzimei celulare odată ce aceasta a fost deturnată. Terapiile medicamentoase pentru a preveni replicarea virală ar putea fi, de asemenea, potențial direcționate pentru a preveni deturnarea enzimei.

După ce această enzimă este deturnată, celulele sunt împiedicate să opereze în mod normal calea lor secretorie, procesul prin care acestea mută proteinele în exteriorul celulei. În multe cazuri, împiedicarea acestui proces poate duce la moartea lentă a celulei, ducând la probleme precum complicații cardiace și vasculare la cei infectați cu coxsackievirus și leziuni neurologice la cei infectați cu poliovirus.

Utilizându-și descoperirile recente, Altan-Bonnet și echipa sa plănuiesc acum să investigheze dependența de PI4P în alte virusuri, precum și rolul pe care alte lipide îl pot juca în diferite familii de virusuri. De exemplu, virusul SARS necesită, de asemenea, un mediu bogat în lipide pentru replicarea sa, astfel încât laboratorul ei lucrează acum cu cercetătorii SARS pentru a determina ce lipide sunt necesare pentru replicarea acestui virus. În plus, ei vor examina rolul lipidelor în reglarea sintezei ARN în celule, ceea ce ar putea oferi noi informații despre unele dintre mutațiile celulare care apar în cancer.

„Având în vedere că o mare parte din ceea ce știm despre procesele celulare provine din punct de vedere istoric din studiul virușilor, studiile noastre pot oferi o perspectivă asupra rolurilor noi pe care le joacă lipidele în reglarea expresiei materialului genetic în celule”, notează Altan-Bonnet.

Cercetarea lui Altan-Bonnet asupra replicării ARN este susținută cu granturi de la National Science Foundation și Busch Foundation.