Cómo introduce el VIH su material genético en el núcleo celular
Un nuevo descubrimiento podría servir algún día para mejorar las terapias contra el sida
Alrededor de un millón de personas en todo el mundo se infectan cada año con el VIH, el virus que causa el sida. Para replicarse y propagar la infección, el virus debe introducir clandestinamente su material genético en el núcleo celular e integrarlo en un cromosoma. Los equipos de investigación dirigidos por Dirk Görlich, del Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinares, y Thomas Schwartz, del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), han descubierto ahora que su cápside ha evolucionado hasta convertirse en un transportador molecular. Como tal, puede traspasar directamente una barrera crucial, que normalmente protege el núcleo celular contra los invasores virales. Esta forma de contrabando mantiene el genoma viral invisible a los sensores antivirales del citoplasma.
Cuarenta años después de que se descubriera que el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) era la causa del sida, disponemos de terapias que mantienen bajo control al patógeno de forma eficaz, pero aún no hay cura. El virus infecta determinadas células inmunitarias y secuestra su programa genético para multiplicarse y replicar su propio material genético. Las células infectadas producen entonces la siguiente generación de virus hasta que finalmente son destruidas. Los síntomas de inmunodeficiencia del SIDA son el resultado de la pérdida masiva de células inmunitarias que normalmente combaten los virus y otros patógenos.
Para utilizar los recursos de la célula huésped, el VIH debe introducir clandestinamente su material genético en el núcleo de la célula a través de las líneas de defensa celulares. Sin embargo, el núcleo está estrechamente vigilado. Su envoltura nuclear impide que proteínas no deseadas o virus dañinos entren en el núcleo y que las macromoléculas escapen sin control. Sin embargo, algunas proteínas seleccionadas pueden pasar porque la barrera no está herméticamente cerrada.
Miles de diminutos poros nucleares en la envoltura nuclear proporcionan una vía de paso. Controlan estos procesos de transporte con la ayuda de importinas y exportinas, transportadores moleculares que capturan cargas con "códigos de acceso" moleculares válidos y las entregan a través del canal de los poros nucleares. Un material "inteligente" convierte estos poros en una de las máquinas de clasificación y transporte más eficaces de la naturaleza.
Clasificación "inteligente" en el poro nuclear
Este material "inteligente", denominado fase FG, es gelatinoso e impenetrable para la mayoría de las macromoléculas. Rellena y bloquea el canal del poro nuclear. Las importinas y exportinas, sin embargo, pueden pasar porque sus superficies están optimizadas para deslizarse a través de la fase FG.
El control de las fronteras de la célula en la fase FG se produce con extrema rapidez: en milisegundos. Asimismo, su capacidad de transporte es enorme: un solo poro nuclear puede transferir hasta 1.000 transportadores por segundo a través de su canal. Incluso con una densidad de tráfico tan elevada, la barrera de poros nucleares permanece intacta y sigue suprimiendo los cruces de frontera no deseados. Sin embargo, el VIH subvierte este control.
Material genético de contrabando
"El VIH empaqueta su genoma en una cápside. Pruebas recientes sugieren que el genoma permanece dentro de la cápside hasta que llega al núcleo y, por tanto, también al pasar el poro nuclear. Pero hay un problema de tamaño", explica Thomas Schwartz, del MIT. El canal central del poro tiene entre 40 y 60 nanómetros de ancho. La cápside tiene una anchura de unos 60 nanómetros y podría colarse por el poro. Sin embargo, una carga celular normal seguiría cubierta por una capa transportadora que añade al menos otros diez nanómetros. La cápside del VIH tendría entonces una anchura de 70 nanómetros, demasiado grande para un poro nuclear. "Sin embargo, la tomografía crioelectrónica ha demostrado que la cápside del VIH entra en el poro nuclear. Pero cómo ocurre esto ha sido hasta ahora un misterio en la infección por VIH", afirma Görlich, director del Max Planck.
El camuflaje como transportador molecular
Junto con Schwartz, ha descubierto ahora cómo el virus supera su problema de tamaño, concretamente mediante una sofisticada adaptación molecular. "La cápside del VIH ha evolucionado hasta convertirse en un transportador con una superficie similar a la importina. De este modo, puede deslizarse a través de la fase FG del poro nuclear. De este modo, la cápside del VIH puede entrar en el poro nuclear sin ayudar a los transportadores y eludir el mecanismo de protección que, de otro modo, impediría a los virus invadir el núcleo celular", explica el bioquímico.
Su equipo ha logrado reproducir las fases FG en el laboratorio. "Al microscopio, las fases FG aparecen como esferas de tamaño micrométrico que excluyen por completo las proteínas normales, pero prácticamente succionan la cápside del VIH con su contenido encerrado", informa Liran Fu, uno de los primeros autores del estudio que ahora publica la revista Nature. "Del mismo modo, la cápside es succionada por el canal del poro nuclear. Esto ocurre incluso después de que se hayan eliminado todos los transportadores celulares".
En un aspecto, la cápside del VIH difiere fundamentalmente de los transportadores estudiados anteriormente que atraviesan los poros nucleares: Encapsula su carga por completo y oculta así su carga genómica a los sensores antivirales del citoplasma. Con este truco, el material genético viral puede pasar de contrabando a través del sistema de defensa antivirus celular sin ser reconocido ni destruido. "Esto lo convierte en otra clase de transportadores moleculares junto a las importinas y exportinas", subraya Görlich.
Aún quedan muchas preguntas sin respuesta, como dónde y cómo se desintegra la cápside para liberar su contenido. Sin embargo, la observación de que la cápside es un transportador similar a las importinas podría aprovecharse algún día para mejorar las terapias contra el sida.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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