Extracellular acidosis enhances Zika virus infection both in human cells and ex-vivo tissue cultures from female reproductive tract

Zika virus (ZIKV) is a flavivirus transmitted by mosquitoes of the genus Aedes, but unlike other flaviviruses, ZIKV can be sexually transmitted by vaginal intercourse. The healthy vaginal pH ranges from 4.0 to 6.0, reaching values of 6.0–7.0 after semen deposition. Here, we report that low extracellular pH values (range 6.2–6.6) dramatically increase ZIKV infection on cell lines of different origin including some derived from the female genital tract and monocyte-derived macrophages. Furthermore, low pH significantly increased ZIKV infection of human ectocervix and endocervix cultured ex-vivo. Enhancement of infection by low pH was also observed using different ZIKV strains and distinct methods to evaluate viral infection, i.e. plaque assays, RT–PCR, flow cytometry, and fluorescence microscopy. Analysis of the mechanisms involved revealed that the enhancement of ZIKV infection induced by low pH was associated with increased binding of the viral particles to the heparan sulphate expressed on the target cell surface. Acidosis represents a critical but generally overlooked feature of the female genital tract, with major implications for sexual transmission diseases. Our results suggest that low vaginal pH might promote male-to-female transmission of ZIKV infection.Fil: Varese, Augusto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Dantas, Ezequiel Carlos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Paletta, Ana Luz. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Fitzgerald, W.. National Institutes of Health; Estados UnidosFil: Di Diego García, Facundo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Cabrerizo, Gonzalo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Erra Diaz, Fernando Alberto. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Defelipe, Lucas Alfredo. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Pallarés, Horacio Martín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Dodes Traian, Martín Miguel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Ciudad Universitaria. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Gamarnik, Andrea Vanesa. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Parque Centenario. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires. Fundación Instituto Leloir. Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires; ArgentinaFil: Geffner, Jorge Raúl. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Remes Lenicov, Federico. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; ArgentinaFil: Margolis, L.. National Institutes of Health; Estados UnidosFil: Ceballos, Ana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Oficina de Coordinación Administrativa Houssay. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Investigaciones Biomédicas en Retrovirus y Sida; Argentin

A Two-Stage Model for Lipid Modulation of the Activity of Integral Membrane Proteins

Lipid-protein interactions play an essential role in the regulation of biological function of integral membrane proteins; however, the underlying molecular mechanisms are not fully understood. Here we explore the modulation by phospholipids of the enzymatic activity of the plasma membrane calcium pump reconstituted in detergent-phospholipid mixed micelles of variable composition. The presence of increasing quantities of phospholipids in the micelles produced a cooperative increase in the ATPase activity of the enzyme. This activation effect was reversible and depended on the phospholipid/detergent ratio and not on the total lipid concentration. Enzyme activation was accompanied by a small structural change at the transmembrane domain reported by 1-aniline-8-naphtalenesulfonate fluorescence. In addition, the composition of the amphipilic environment sensed by the protein was evaluated by measuring the relative affinity of the assayed phospholipid for the transmembrane surface of the protein. The obtained results allow us to postulate a two-stage mechanistic model explaining the modulation of protein activity based on the exchange among non-structural amphiphiles at the hydrophobic transmembrane surface, and a lipid-induced conformational change. The model allowed to obtain a cooperativity coefficient reporting on the efficiency of the transduction step between lipid adsorption and catalytic site activation. This model can be easily applied to other phospholipid/detergent mixtures as well to other membrane proteins. The systematic quantitative evaluation of these systems could contribute to gain insight into the structure-activity relationships between proteins and lipids in biological membranes