Los virus IH abren la cerradura del núcleo celular
Por primera vez, los investigadores han observado cómo el VIH penetra por los poros nucleares hasta el genoma de las células inmunitarias humanas
Investigadores del Instituto Max Planck de Biofísica y de la Universidad de Heidelberg han descubierto cómo los virus Hi penetran en el núcleo de una célula humana. Las cápsulas proteicas cónicas en las que se empaqueta el material genético de los patógenos se acumulan en los poros nucleares de células inmunitarias humanas como los macrófagos y los atraviesan. La forma cónica de la cápside parece facilitar el transporte a través de los poros, porque el paso de las cápsulas genera una fuerza que rompe los anillos de los poros nucleares. El descubrimiento podría contribuir al desarrollo de nuevos inhibidores del VIH.
El virus de la inmunodeficiencia humana de tipo 1 (VIH-1) ataca células importantes de nuestro sistema inmunitario, lo que hace a los individuos infectados más vulnerables a enfermedades e infecciones. Una vez dentro de las células humanas, el VIH integra el genoma vírico en el del huésped humano. En última instancia, el virus utiliza la maquinaria de nuestro organismo para producir copias de sí mismo y propagar la infección.
La cápside del VIH-1 está formada por una malla de unos 200 hexámeros y pentámeros proteicos, dispuestos de forma similar a un balón de fútbol. Sin embargo, no es esférica, sino que tiene forma de cono, con un extremo estrecho y otro más ancho. Esta cápsula contiene la carga viral. Y para que la infección tenga éxito, en última instancia tiene que abrirse y liberar la información genética viral en la célula huésped. En su trabajo, los grupos de Martin Beck y Gerhard Hummer, del Instituto Max Planck de Biofísica de Fráncfort, y Hans-Georg Kräusslich, del Hospital Universitario de Heidelberg, combinaron imágenes de alta resolución con sofisticadas simulaciones computacionales para estudiar la entrada nuclear de las cápsides del VIH-1 en células inmunitarias humanas infectadas llamadas macrófagos.
Guardianes del genoma
Los complejos de poros nucleares son los guardianes del genoma humano empaquetado en el núcleo de todas las células. Forman canales selectivos a través de la envoltura del núcleo y conectan su interior con el citoplasma. Esos canales están llenos de proteínas especializadas llamadas FG-nucleoporinas, que actúan como gorilas en la puerta de entrada. Controlan qué moléculas pueden entrar en el canal y cuáles deben permanecer fuera del núcleo. El invasor necesita pasar esta barrera para introducir su carga en el núcleo.
La cápside del VIH lo consigue imitando las propiedades de las proteínas humanas. De este modo, es atraída por el canal en lugar de ser excluida. Sin embargo, los autores destacan que en su dimensión más ancha, la cápside tiene un tamaño similar al diámetro del canal del poro. Este hecho apoyaba una hipótesis inicial según la cual las cápsides se disuelven y liberan el material genético vírico antes de alcanzar el núcleo. Sin embargo, las nuevas pruebas empujan a reconsiderar cómo entra el genoma del VIH-1 en el núcleo.
Anillos rotos
Utilizando tomografía celular de última generación y microscopía superresuelta, los autores pudieron observar las cápsides del VIH en el interior de células infectadas. Descubrieron que las cápsides habían entrado en el canal del poro nuclear con sus extremos estrechos primero, y empujaban cada vez más para acercarse al núcleo. Aparte de lo esperado, las cápsides no mostraban ningún signo de deformación o rotura dentro del canal del poro nuclear. En cambio, los investigadores detectaron un número significativo de poros nucleares que se abrieron una vez que el extremo ancho del cono se introdujo profundamente en el canal y se acercó al núcleo.
Los autores sugieren que la entrada de la cápside en el complejo del poro nuclear genera una fuerza que estira el poro en su anchura hasta que su estructura en forma de anillo se agrieta, de forma similar a un clavo que rompe su estructura circundante una vez impulsado hacia delante. Esta grieta ensancha el canal y permite la progresión de la cápside hacia el núcleo. Las simulaciones computacionales del proceso apoyan esta hipótesis: la cápside sólo podía atravesar el poro cuando aumentaba el diámetro del anillo o si éste se agrietaba. Estos resultados ofrecen una posible explicación de la evolución de la estructura única de la cápside del VIH: su forma cónica podría ser necesaria para romper el complejo del poro nuclear y completar la importación del genoma vírico.
Tratamientos del VIH
En las últimas décadas, la comprensión y el tratamiento de la infección por VIH han avanzado enormemente. Este año el fármaco lenacapavir, que bloquea la liberación del genoma vírico en la célula y previno eficazmente la infección por VIH en ensayos clínicos, recibió la designación de Terapia Innovadora PrEP de la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) y también fue nombrado avance del año por la revista Science. El lenacapavir previene la propagación y la infección en las personas que tienen acceso al fármaco. Sin embargo, no puede deshacer la integración de la información genética del virus en el genoma humano y, por tanto, no es una "cura". Aún no se conocen todos los aspectos de la infección por VIH. Descubrir más detalles de su mecanismo contribuirá al objetivo final de erradicar el virus.
Según el primer autor, Jan Philipp Kreysing, este estudio marca un momento importante en la investigación del VIH, ya que dilucida los detalles moleculares de un paso crítico durante la infección. Jan Philipp señala que el lenacapavir, un fármaco ya aprobado contra la cápside, es un buen ejemplo de la importancia de la investigación básica para la vida de las personas. Curiosamente, el lenacapavir estabiliza aún más la cápside del VIH, impidiendo probablemente que se abra por completo. Queda por saber si la rotura del poro nuclear proporciona al virus una ventaja crítica, como la entrega de una mayor carga útil. También queda por investigar cómo se abre finalmente la cápside dentro del núcleo para liberar el genoma vírico. Así pues, comprender cómo interactúa el VIH con las células humanas infectadas seguirá siendo un área activa de investigación.
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.
Publicación original
Más noticias del departamento ciencias
