Primer plano de un virus distinto relacionado con el VIH
"Esperábamos una diferencia con respecto a otros virus, pero su alcance nos dejó completamente boquiabiertos"
Casi todo el mundo conoce el VIH. Menos gente conoce su pariente, el HTLV-1. Sin embargo, el HTLV-1 puede causar enfermedades graves, incluido el cáncer. Para desarrollar formas de combatir este virus, es esencial comprender su estructura. Martin Obr y Florian Schur, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), y sus colegas estadounidenses muestran ahora el virus en primer plano en un nuevo artículo, publicado en Nature Structural & Molecular Biology.
Esquema del ensamblaje de las partículas virales. Arriba: HTLV-1. La capa superior (azul) organiza la red inmadura. Abajo: Otros retrovirus (por ejemplo, el VIH-1). La capa inferior (naranja) organiza la red inmadura.
© Nature Structural & Molecular Biology / Obr et al.
Un primer plano viral. Partículas similares al virus HTLV-1 con un primer plano de los bloques que forman la red vírica.
© Nature Structural & Molecular Biology / Obr et al.
Martin Obr espera ansioso el tren que le llevará al aeropuerto. Se avecina una tormenta llamada "Sabine" que paralizará todo el transporte público. Coge su vuelo de Fráncfort a Viena justo a tiempo.
Obr ha pasado los últimos días en Alemania analizando meticulosamente lo que él llama la "muestra perfecta". Esta muestra le ayudó a él y a Florian Schur, del Instituto de Ciencia y Tecnología de Austria (ISTA), a descifrar la estructura de un virus llamado HTLV-1 (Virus de la Leucemia de Células T Humanas Tipo 1).
En colaboración con la Universidad de Minnesota y la Universidad de Cornell, los científicos aportan nuevos detalles sobre la arquitectura del virus utilizando la criotomografía electrónica (Cryo-ET), un método para analizar las estructuras de biomoléculas en alta resolución. Sus resultados se han publicado en Nature Structural & Molecular Biology.
El primo del VIH
Obr y Schur se cruzaron por primera vez mientras trabajaban en el VIH-1 (Virus de la Inmunodeficiencia Humana Tipo 1), con el objetivo de comprender mejor su estructura. Obr se unió entonces al grupo de investigación de Schur en el ISTA como investigador postdoctoral. Su trabajo se centró en el HTLV-1 -un virus menos conocido de la misma familia de retrovirus que el VIH-1- debido a la escasa comprensión de su arquitectura. "El HTLV-1 es en cierto modo el primo olvidado del VIH", afirma Schur. "Tiene una prevalencia menor que el VIH-1 y, sin embargo, hay muchos casos en todo el mundo".
Según la Organización Mundial de la Salud, entre 5 y 10 millones de personas viven actualmente con el HTLV-1. Aunque la mayoría de las infecciones permanecen asintomáticas, aproximadamente el 5% derivan en enfermedades agresivas como la leucemia/linfoma de células T del adulto, una forma de cáncer con un pronóstico inferior a un año.
"Como patógeno humano causante de enfermedades graves, el HTLV-1 debería estar en la vanguardia de nuestra investigación para abordar las cuestiones sobre sus funciones y estructura", añade Obr.
El entramado vírico
Los científicos estaban especialmente interesados en la estructura de la partícula vírica, una información que hasta ahora les había sido esquiva. "Cuando se produce un virus, se genera una partícula. Sin embargo, esta partícula aún no es infecciosa. La partícula inmadura del virus debe someterse a un proceso de maduración para convertirse en infecciosa", explica Schur.
La partícula HTLV-1 está formada por un entramado de proteínas (componentes básicos) dispuestas en una envoltura esférica. Esta cubierta cumple una función crítica: protege el material genético vírico hasta que la célula huésped es infectada. Pero, ¿qué aspecto tiene esta red en detalle, cuáles son sus componentes clave y si difiere de la de otros virus?
"Esperábamos una diferencia con respecto a otros virus, pero su magnitud nos dejó completamente alucinados", afirma Obr.
Un virus único
El análisis de los científicos reveló que el entramado del HTLV-1 inmaduro es notablemente distinto del de otros retrovirus. Sus bloques de construcción se unen de una forma única y, como resultado, su arquitectura general tiene un aspecto diferente. Además, el "pegamento" que mantiene unida la construcción también difiere. En la mayoría de los retrovirus, el entramado consta de una capa superior y otra inferior; normalmente, la capa inferior actúa como pegamento, manteniendo la integridad estructural, mientras que la capa superior define la forma.
"En el HTLV es al revés. La capa inferior pende básicamente de un hilo", dice Schur.
Naturalmente, surge la pregunta de por qué el HTLV-1 tiene una arquitectura reticular tan diferente. Una posible explicación podría ser que el HTLV-1 tiene una forma única de transmisión. El HTLV-1 prefiere tener una célula infectada junto a otra no infectada para propagarse por contacto directo. El VIH-1, en cambio, utiliza la transmisión sin células. Produce partículas que pueden viajar por cualquier parte del torrente sanguíneo.
"Desde un punto de vista evolutivo, probablemente fue ventajoso para el HTLV-1 cambiar su estructura reticular para este tipo de transmisión. Sin embargo, en este momento, es sólo una especulación. Hay que verificarlo experimentalmente", prosigue Obr.
¿Nuevas estrategias de tratamiento?
Comprender estos detalles estructurales es un paso adelante crucial, ya que el trabajo podría allanar el camino a nuevos enfoques terapéuticos para combatir las infecciones por HTLV-1.
Hay diferentes maneras de interferir en la infectividad del retrovirus. Por ejemplo, se podría bloquear el virus maduro en la fase de infección. Otra posibilidad es dirigirse al virus inmaduro e impedir que madure y se vuelva infeccioso. Dado que el estudio de los científicos detalla la arquitectura del virus inmaduro, ahora se puede pensar en estrategias para atajar el virus durante esta fase de su maduración.
"Hay tipos de inhibidores virales que interrumpen los ensamblajes dirigiéndose a los bloques de construcción para impedir que se unan. Otros actúan desestabilizando la red", explica Schur. "Hay muchas posibilidades".
La muestra "helada" perfecta
A pesar de su experiencia en el análisis de virus de la misma familia, como el VIH-1, el actual proyecto de investigación del equipo sobre el HTLV-1 planteó retos únicos. La "muestra perfecta" de Obr fue el punto de inflexión.
Por motivos de seguridad, la muestra no contiene el virus real. En su lugar, los científicos produjeron partículas similares al virus en cultivos de células de mamíferos o generaron los componentes virales en cultivos bacterianos. "Cuando estos componentes se colocan en las condiciones adecuadas, se autoensamblan en estructuras que se asemejan al virus inmaduro", explica Schur. A continuación, estas partículas no infecciosas se congelan rápidamente, se almacenan a -196 °C en nitrógeno líquido y, finalmente, se visualizan con un criomicroscopio electrónico (Cryo-Electron Microscope, Cryo-EM), un tipo de microscopio que capta imágenes de alta resolución de hasta un nanómetro.
Pero, ¿podemos estar seguros de que los científicos están viendo algo real?
Una preocupación válida, como señala Obr: "A nuestras partículas parecidas a virus sólo les faltan unas pocas enzimas que les ayudarían a madurar. No hay razón para pensar que la partícula inmadura real tenga un aspecto diferente". Sin embargo, este cuidadoso enfoque garantiza que los investigadores puedan estudiar los virus de forma segura sin dejar de obtener valiosos conocimientos.
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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