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Científicos argentinos
Hallan un blanco clave para combatir el virus de la bronquiolitis
Investigadores del Instituto Leloir aislaron y estudiaron dos proteínas esenciales para la reproducción del virus sincicial respiratorio, principal causante de afecciones respiratorias en bebés y niños, en especial bronquiolitis, sentando las bases para la posible elaboración de antivirales específicos

• Dres. Gonzalo de Prat Gay (der.), director del laboratorio de Estructura Función e Ingeniería de proteínas del Instituto Leloir y Sebastián Esperante, investigador asociado a ese laboratorio

Por Ana M. Pertierra

Hasta el momento no existen fármacos antivirales específicos ni vacunas para combatir el virus sincicial respiratorio humano (VSR), el principal agente responsable de la bronquiolitis, una infección de las vías respiratorias inferiores que, a partir del otoño, puede producir cuadros severos que requieren internación y neumonías antes de los 2 años de edad.
Ahora, investigadores del CONICET en el Instituto Leloir describieron la interacción entre dos componentes claves del virus –las proteínas P y M2-1– que favorecen su multiplicación en las células que invade, un conocimiento de la bioquímica del virus que podría proveer un sistema blanco para investigar en el futuro drogas antivirales específicas. FABA-INFORMA entrevistó al Dr. Gonzalo de Prat Gay, Jefe del laboratorio de Estructura-Función e Ingeniería de Proteínas de la Fundación Leloir, quien lideró el equipo de investigación que acaba de publicar este estudio en la revista científica Biochemistry

-Usted y su equipo de investigación han aislado y caracterizado dos proteínas claves para la replicación del virus sincicial respirtario (VSR), las proteínas P y M2-1. ¿Con qué metodología han trabajado para arribar a esos resultados?

- Los virus son en última instancia entidades biológicas mínimas, en principio reducibles a la química que está detrás de sus actividades biológicas, cuya complejidad aumenta sustancialmente dentro de una célula. Gran parte de los virus son “solo” un puñado de genes que producen las respectivas proteínas las cuales participan en el ciclo de vida del virus. No obstante, este puñado de proteínas es suficiente para causar el daño que causan. El virus respiratorio sincicial (VRS) es un virus pequeño con genoma de ARN y envoltura de membrana. Consta solamente de unas 11 proteínas (11 genes), las cuales determinan las actividades esenciales del virus como su ingreso a la célula, interferencia con la respuesta inmune, replicación del genoma, ensamblado, salida de la partícula viral, y exposición al sistema inmune. La comprensión de los mecanismos de estas reacciones bioquímicas, que involucran ensamblado, interacción entre proteínas e interacción con ARN, son la base para el desarrollo de antivirales, vacunas, y métodos de diagnóstico.
Nuestro laboratorio estudia las proteínas del VRS desde los aspectos químicos básicos a sus funciones en el virus. Dada la escasez de material plausible de ser extraídaode los virus aislados, nosotros trabajamos con proteínas recombinantes. Para esto introducimos los genes dentro de bacterias, producimos grandes cantidades de las proteínas, y las purificamos por métodos cromatográficos, tales como los utilizados en la industria de biofármacos.

¿Qué función específica cumplen dichas proteínas y en qué lugar de la estructura del virus se encuentran?

El trabajo publicado recientemente en la revista Biochemistry completa una serie de tres trabajos sobre las mismas proteínas. Una de ellas, llamada fosfoproteína o proteína P, es un cofactor, o sea un componente esencial del complejo de la ARN polimerasa, enzima fundamental para la replicación del genoma del virus. La otra proteína se denomina M2-1 y tiene como función favorecer la transcripción de todos los genes virales, y es por tanto, también esencial en el ciclo de vida del virus. Esta proteína es única en este tipo de virus, lo que la hace ideal para el desarrollo de antivirales específicos. Ambas proteínas forman parte del complejo polimerasa y se encuentran en el interior de la partícula viral.
Una característica fundamental para el desarrollo de fármacos antivirales, tal como ocurre con drogas para el cáncer, es que los virus utilizan los mecanismos de las células del huésped para su funcionamiento y propagación. Esto hace que los mecanismos bioquímicos sean muy similares, lo que dificulta el desarrollo de fármacos que afecten los virus sin ser tóxicos para las células (humanas). Por ese motivo existen muy pocos antivirales específicos en general y ninguno para el caso de VRS. Algo muy diferente ocurre con las bacterias, donde sus mecanismos bioquímicos son muy diferentes de las células eucarióticas, y por ese motivo ha habido un activo desarrollo y renovación de antibióticos.
Nosotros descubrimos que estas dos proteínas interactúan muy fuertemente y esta interacción es clave para la traducción del mensaje de ARN en proteínas y replicación del genoma del virus. Esto significa que uno cuenta con un modelo químico de un evento esencial del virus, que puede ser utilizado como plataforma para evaluar por métodos de screening de drogas, ya sean de grandes bibliotecas de compuestos sintéticos, como de productos naturales, los que se usan en la actualidad para el descubrimiento de nuevas drogas.

¿Cuánto tiempo les demandó este trabajo de investigación?

Este trabajo de investigación es un capítulo o etapa dentro de un proyecto global de muchos años, como la raíz de un gran árbol. Cuanto mas sólida y extendida la raíz, mas robusto el árbol. Este trabajo es un conjunto de preguntas científicas, a través de hipótesis y experimentos, que dio el fruto mencionado. Este capítulo llevó aproximadamente un año y medio. Pero es parte de un proyecto amplio que comenzó hace cuatro años y en estos momentos comienza a dar frutos a través de estas y otras áreas en las que estamos interesados relacionadas a este virus de tanta importancia en los hospitales, y no se restringe a los públicos.

• Equipo de investigación del Laboratorio de Estructura-Función e Ingeniería de proteínas del Instituto Leloir

¿Qué repercusión ha tenido entre la comunidad científica internacional este trabajo que acaban de publicar en la revista científica Biochemistry?

La repercusión en la comunidad científica se da a través de la cantidad de investigadores de diversas partes del mundo que “bajan” el trabajo de los sitios de internet y lo citan en sus propios trabajos, generando la pirámide del conocimiento. Por lo tanto, no es inmediato. No obstante, hemos presentado una conferencia de este trabajo en un congreso internacional de este tipo de virus, y ha tenido muy buena recepción. La repercusión entre la comunidad internacional de pares suele ser lenta, pero robusta si es trabajo de calidad y se publica en revistas de altos estándares como lo es Biochemistry.
Desgraciadamente, no siempre los trabajos científicos tienen llegada rápida al conocimiento público en general, ya que hacen falta eventos intermedios hasta llegar a un producto o consecuencia de mayor asimilación.

Obtenido este conocimiento, ¿cuáles serán los futuros pasos de sus investigaciones para avanzar en estrategias para combatir este virus?

El análisis gradual e integral de todas las proteínas del virus permite generar y exponer oportunidades para intervenir en todos los frentes de combate contra un virus. Por ejemplo, muchas de estas proteínas sirven de antígenos o reactivos para ser utilizadas en diagnóstico. A su vez, algunas de ellas están siendo analizadas por laboratorios internacionales especializados como potenciales vacunas. Como dije anteriormente, cada reacción de alta especificidad que no interfiera en la célula es un blanco plausible para el diseño de fármacos antivirales.
La posibilidad de producir cantidades de estas proteínas, ensamblarlas y manipular su función o propiedades a través de ingeniería genética otorga una base sólida para combatir el virus. Para esto, hay que comprender la esencia de su química.
Entre los planes futuros están: interactuar con grupos o empresas que se especialicen en el desarrollo de nuevas drogas; interactuar con pediatras neumonólogos de los centros de salud, y desarrollar sistemas celulares que evidencien la interacción entre las dos proteínas mencionadas, de modo de probar los eventuales compuestos directamente sobre células, eliminando aquellos que resulten tóxicos.

¿Será posible desarrollar antivirales específicos y eficaces contra este virus en un futuro próximo en el país?

Desafortunadamente este tipo de capacidades de desarrollo de nuevas drogas no está disponible en nuestro país. Confiamos en que en un futuro cercano la industria farmacéutica local pueda comenzar a incursionar a través de alianzas con laboratorios de investigación.
Nuestro laboratorio posee la capacidad de estudiar las proteínas y a partir de eso generar las herramientas, así como también identificar blancos u objetivos específicos para el descubrimiento de nuevos antivirales.

¿Cuál es el mayor obstáculo para el desarrollo de una vacuna contra el VSR: la mutabilidad del virus o la condición inmunológica del huésped que se quiere proteger, en este caso niños menores de dos años?

Si bien tengo conocimiento de este tema, estoy lejos de ser experto y preferiría que esto lo hable con un médico infectólogo especialista en VRS. Lo que yo puedo afirmar es que la primera vacuna que se probó contra el VRS en los años 60, en base a virus inactivados, que era lo que se usaba en esa época, fue uno de los fiascos más importantes que ocurrieron en el área de vacunación, porque incrementó la severidad de la enfermedad en los vacunados, llegando a casos fatales. En este momento hay diversas vacunas prometedoras en pruebas clínicas, pero ninguna cerca del mercado. Existen aspectos inmunológicos intrincados que hacen que una vacuna para VRS no sea tarea fácil, y la mala experiencia ocurrida, hizo que se proceda con la mayor precaución.