Investigadores del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) han recreado en laboratorio la máquina molecular que emplea el virus de la gripe para duplicar y expresar su material genético, uno de los aspectos clave de su ciclo vital y, por tanto, del éxito de su infección. El trabajo aporta una nueva herramienta para realizar estudios estructurales y entender mejor los procesos de replicación y expresión génica del virus.
Juan Ortín y Jaime Martín-Benito, del Centro Nacional de Biotecnología (CSIC) en Madrid se han servido de técnicas bioquímicas para crear la citada reproducción, que permitirá observar la maquinaría de replicación del virus con microscopía electrónica y profundizar en el conocimiento del virus. Hasta el momento, esta maquinaría de replicación no podía observarse mediante microscopio electrónico debido a su flexibilidad.
El modelo desarrollado en el laboratorio, según explica Martín-Benito, puede ser empleado para el análisis de todos los géneros y variantes del virus de la gripe, incluido el virus de la nueva gripe H1N1 o el virus de la gripe aviar H5N1.
Pero ¿por qué resulta tan complicado el análisis del virus de la gripe? Este patógeno presenta una forma esférica, con un diámetro de unas 100 millonésimas de milímetro. Su material genético está formado por ocho segmentos de ARN, alojados en el corazón del virus: la nucleocápsida.
Para replicarse, cada uno de estos fragmentos se encuentra asociado a cuatro proteínas diferentes, lo que da lugar a un complejo llamado ribonucleoproteína (RNP, por su siglas en inglés), generando unas estructuras cerradas que se asemejan a la forma de un collar y que tienen gran flexibilidad. Es esa flexibilidad la que hasta la fecha había impedido estudios estructurales detallados.
Esta compleja estructura, como confirma la investigación, funciona como una maquinaria molecular automática, capaz de duplicarse por sí misma cuando se encuentra dentro de la célula infectada por el virus. Su función no es otra que la de producir una nueva generación de virus que saldrán de la célula dispuestos a extenderse a otros huéspedes.
La manera en que se replica el virus difiere de otros modelos, como el que emplea el virus del herpes, que usurpan la maquinaria de replicación de la célula a la que infectan para poder multiplicarse. “La manera de replicación, en cualquier caso, no condiciona la capacidad de infección ni la virulencia de los virus”, puntualiza Martín-Benito.
Una máquina molecular a imagen del virus
Con este estudio, los científicos buscaban comprender mejor los procesos por los que se copia la información genética del virus y se expresan sus proteínas. “Conocer en profundidad ambos procesos puede contribuir al potencial desarrollo de inhibidores o activadores de proteínas que formen parte, eventualmente, de tratamientos”, explica el investigador.
Para ello, el equipo ha desarrollado en laboratorio una máquina molecular con las mismas propiedades bioquímicas que las del virus original. Su elaboración ha sido compleja: los autores tomaron una RNP del virus y, mediante técnicas bioquímicas, se cortó y enlazó el ARN de nuevo para formar un mini-RNP en el laboratorio. Esta mini-RNP tiene exactamente la misma actividad biológica que la RNP del virus pero es una estructura más rígida y, por tanto, susceptible de ser usada en estudios estructurales. La determinación de la estructura final ha requerido la toma de miles de imágenes con un microscopio electrónico de transmisión y su posterior tratamiento computacional.
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