La ciencia argentina
en la investigación sobre dengue
El Laboratorio de Virología Molecular del Instituto Leloir es un referente internacional en el tema. Ha logrado en pocos años descubrimientos revolucionarios en la biología del virus. Su directora, la doctora Andrea Gamarnik acaba de recibir el Premio Nacional L´Oreal que empleará en continuar los estudios que ayudarán en el desarrollo de fármacos y vacunas
• Dra. Andrea Gamarnik, directora del Laboratorio de Virología Molecular del Instituto Leloir, junto a un integrante de su equipo, Dr. Gabriel Iglesias
Por Ana María Pertierra
Mientras las autoridades sanitarias del país intensifican las campañas de prevención tendientes a evitar la diseminación del dengue y tratan de ajustar el control epidemiológico de los casos, investigadores del Instituto Leloir estudian las características del virus y sus mecanismos vitales en pos de generan el conocimiento necesario para la producción de antivirales y vacunas.
Tal es el caso de Andrea Gamarnik, doctora en bioquímica que acaba de recibir el Premio Nacional L´Oreal – Unesco “Por la mujer en la ciencia” por su proyecto destinado al estudio del virus del dengue. La investigadora recibió a Faba-Informa en su lugar de trabajo, el Laboratorio de Virología Molecular del Instituto Leloir, y contó cuáles han sido los logros que han convertido a su laboratorio en un referente internacional.
Recibida en la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la UBA en 1993, se doctoró en 1999 y luego viajó a especializarse en virología en la Universidad de California en San Francisco, EEUU, país donde también trabajó en una empresa de biotecnología en el departamento de Investigación y Desarrollo desde 1999 hasta 2001.
Sin embargo, siempre pensó en volver y no bien se enteró de la solicitud de cargos para nuevos jefes de laboratorio en el Instituto Leloir no dudó en presentarse y a principios de 2002 ya estaba organizando el primer laboratorio de Virología Molecular del Instituto con un proyecto de investigación en la biología del virus del dengue.
Si bien durante su tesis doctoral se dedicó al estudio del metabolismo de las poliaminas de un hongo patógeno para la planta de soja –como dice ella– un trabajo de bioquímica clásica, aceptó el desafío de especializarse en virología cuando le ofrecieron hacer un posdoctorado en los Estados Unidos. “La virología es un tema de gran importancia para la salud humana y siempre me interesó estudiar sistemas biológicos que tengan relevancia en nuestra sociedad”, dijo.
En la universidad norteamericana trabajó con el virus de la poliomielitis y durante el final de su estadía en los Estados Unidos en la empresa de Biotecnología Virologic investigó aspectos de la biología de los virus del Sida y la hepatitis B.
De vuelta en el país –a fines de 2001– presentó un proyecto para llevarlo a cabo en un plazo de tres años que consistía en estudiar la biología del virus del dengue.
¿Por qué pensó en dedicarse al dengue? “Siendo la virología lo que más me interesaba decidí escribir un proyecto sobre el virus del dengue porque en ese momento todavía no se entendía muy bien su biología y era un virus que estaba causando estragos en Latinoamérica aunque en la Argentina todavía no pasaba nada”.
Descubrimientos revolucionarios
A principios de 2002, cuando Gamarnik se dispuso a estudiar el genoma del virus del dengue tan sólo se sabía que estaba compuesto de una única molécula de ARN y que las secuencias de sus extremos eran complementarias.
En el laboratorio del Instituto Leloir, Gamarnik y su equipo de becarios hicieron observaciones revolucionarias. “Pudimos ver por primera vez mediante microscopía de fuerza atómica que el ARN de estos virus puede adquirir una conformación circular a través de las interacciones de sus extremos complementarios” Y más aún que esa circularización del genoma era clave para la replicación del virus.
Entusiasmada con el recuerdo de esos logros, Gamarnik tomó lápiz y papel para explicar: “Cuando el virus del dengue entra en la célula tanto humana como del mosquito libera ese material genético para tres cosas: producir las proteínas virales, replicarse, y encapsidarse para formar nuevas partículas virales. Los extremos del ARN son químicamente distintos, uno se llama 5´y el otro 3´. Nosotros descubrimos que en el extremo 5´ existe una estructura que se pliega y actúa como promotor para que la polimerasa viral pueda replicar el genoma. Todas las polimerasas, enzimas que copian el material genético, comienzan su accionar desde el extremo 3´ en la dirección 3´- 5´. Nosotros descubrimos que esta polimerasa del virus del dengue se pega a una estructura (promotor) que se encuentra en el extremo 5´y sólo si el ARN toma la forma circular puede saltar del extremo 5´ al 3´ e iniciar la copia”. Este hallazgo significó una novedad que tuvo gran repercusión en la comunidad científica internacional, y fue tapa de la prestigiosa revista Genes and Development en 2006. Los científicos del Instituto Leloir han planteado que el genoma del virus es dinámico porque no sólo necesita estar en forma circular para la replicación sino que para otros procesos debe mantener su estructura lineal.
Más recientemente, el equipo de Gamarnik acertó con un descubrimiento que podría sentar las bases para el desarrollo de drogas antivirales.
Estudiaron el proceso de encapsidación del virus por el cual una vez replicado el genoma, el ARN debe unirse a una proteína, la proteína de cápside, y formar nuevas partículas virales.
El virus del dengue es un virus envuelto que tiene una capa lipoproteica, con una proteína de envoltura que es del virus y una bicapa lipídica que es de la célula. Cuando se producen muchas copias del ARN, las proteínas de cápside empaquetan ese material genético y lo llevan a la membrana del retículo endoplasmático de la célula infectada donde adquieren la bicapa lipídica y se generan los nuevos virus.
• Instituto Leloir
“Lo que observamos es que tanto en células humanas como de mosquitos cuando el virus del dengue se replicaba, la proteína de cápside se acumulaba en el citoplasma de las células infectadas formando anillitos. Después de mucho trabajo, descubrimos que esos anillitos eran gotas de lípidos, organelas celulares llamadas lipid droplets (del inglés)”. Para entender mejor ese mecanismo trabajaron con virus modificados genéticamente de tal forma que las proteínas de cápside sintetizadas se distribuían por todo el citoplasma y no se adherían a las gotas de lípidos. “Descubrimos que la proteína de cápside necesita de esas organelas celulares citoplasmáticas para encapsidar el genoma viral”, explicó Gamarnik.
Luego, fueron por más y pensaron cómo hacer para inhibir farmacológicamente ese proceso como una forma de impedir la replicación del virus. Con ese objetivo, utilizaron ciertas drogas que desarrolladas a nivel experimental se utilizan para el control de la obesidad disminuyendo la cantidad de lipid droplets. Esas drogas inhiben la acción de algunas enzimas que participan en el metabolismo de los lípidos disminuyendo la cantidad de los mismos en la célula.
El equipo de Gamarnik probó la acción de esos fármacos en la replicación del virus del dengue y vieron que cuando en la célula huésped disminuye la cantidad de lipid droplets la replicación del virus decae 100 veces.
Este hallazgo abre el camino hacia nuevas alternativas terapéuticas. “En general los blancos más comunes hacia los que se dirige el desarrollo de antivirales son las polimerasas, proteasas, enzimas virales que cumplen una función en el ciclo de replicación del virus. Pero al encontrar otros lugares del ciclo donde se puede intervenir e interferir en un proceso para impedir que el virus se replique se transforma en un nuevo blanco terapéutico”, apuntó la investigadora.
Fármacos y vacunas
El dengue fue declarado por la Organización Mundial de la Salud como la causa de enfermedad viral más importante transmitida por insectos a nivel mundial. La magnitud del problema ha llevado a que ahora haya más interés de empresas farmacéuticas y laboratorios invirtiendo en la búsqueda de drogas antivirales y vacunas.
La importancia de la generación de conocimiento en los laboratorios de investigación básica reside en que además generan herramientas que pueden transferirse a empresas biotecnológicas con el resultado de aplicaciones útiles en la lucha contra el virus que infecta anualmente a 50 millones de personas en el mundo.
“Tratando de entender cómo hace el virus para entrar a la célula, replicarse, y salir, en nuestro laboratorio desarrollamos muchas herramientas que también pueden servir para la búsqueda de fármacos antivirales”, sostuvo Gamarnik.
Una de ellas consiste en incorporar al genoma del virus una proteína de la luciérnaga, la luciferasa, y así con el virus marcado se puede seguir su replicación midiendo la actividad de la luciferasa de manera rápida y sencilla.
“Si una empresa farmacéutica quiere probar drogas antivirales contra el dengue, el procedimiento es infectar células en cultivo, agregar la droga y esperan una semana para observar si el virus se replica o no. En cambio usando este virus manipulado genéticamente se puede ver en tan sólo 24 horas si hay luz o no, es decir si hay luciferasa o no, y esta técnica se puede automatizar usando sistemas robotizados y estudiar al mismo tiempo miles de compuestos con efecto antiviral en poco tiempo”.
Esto es lo que se denomina transferencia tecnológica y que –según la investigadora – constituye un campo muy poco desarrollado en el país.
Según Gamarnik, no estamos lejos de tener vacunas contra el dengue. “Soy muy optimista en ese tema porque hay dos grandes laboratorios trabajando en el desarrollo de vacunas que están haciendo ensayos clínicos con poblaciones bastante grandes. Si funcionan bien tendremos una vacuna disponible en un tiempo razonable”.
Reconocimiento a la mujer de ciencia
La distinción de L´Oreal “más que un reconocimiento personal lo tomo como un apoyo a un proyecto de nuestro laboratorio”, puntualizó Gamarnik. Así es que los 20.000 dólares del premio se destinarán a la compra de los reactivos necesarios para concretar un estudio que les demandará dos años y que se propone desentrañar aspectos de la encapsidación del virus.
Sin embargo, la científica no dejó de recalcar que este tipo de premios “concientiza a la sociedad que todavía coloca a la mujer en un segundo plano” y sirven para poner en evidencia que hay mujeres que trabajan y se destacan en la ciencia.
“Hay muchos temas concretos que perjudican a la mujer para ingresar o seguir la carrera de investigación”, dijo y – agregó– los cargos más jerárquicos los ocupan hombres.
Considerando que el trabajo científico es una inversión para el futuro que debe ser sostenida en el tiempo Gamarnik enfatizó que “si un país realmente quiere utilizar el conocimiento científico para su desarrollo tiene que hacer la inversión con una estrategia. Las políticas científicas son inversiones necesarias a mediano y largo plazo”, señaló.
Muy conforme con la creación del Ministerio de Ciencia y Tecnología en el país y el mayor presupuesto que tiene el Conicet para becas, no dejó de reconocer que todavía hay “enormes falencias” referidas a temas de infraestructura. “Es muy importante formar recursos humanos y es lo más caro pero qué va a pasar si no hay institutos y lugares dónde insertarse para trabajar”, concluyó.
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