ANN ARBOR, Michigan.— Las fiebres del dengue y del Nilo Occidental son enfermedades transmitidas por los mosquitos que afectan cada año a millones de personas en todo el mundo, pero no hay una vacuna contra alguno de los virus que las causan.
Un equipo científico en la Universidad de Michigan y la Universidad Purdue han descubierto un aspecto clave tanto para la forma en que el virus se replica en las células de su anfitrión como en la forma que manipulan el sistema de inmunidad mientras se propagan.
En un estudio que se publica el 6 de febrero en la revista
Science¸ el equipo encabezado por Janet Smith, del Instituto de Ciencias de la Vida de la UM, describe por primera vez la estructura de una proteína que ayuda a que los virus se repliquen y propaguen la infección.
“Con el diseño de esta proteína clave a la vista tenemos un blanco para una potencial vacuna o aun un medicamento para el tratamiento”, dijo Smith.
La proteína NS1 se produce adentro de las células infectadas donde desempeña un papel clave en la replicación del virus. La NS1 también se libera en el flujo sanguíneo donde puede ayudar a esconder del sistema de inmunidad del paciente la infección, y puede desempeñar un papel en la hemorragia que se ve en los casos de infección grave con el virus del dengue.
Los virus del dengue y el Nilo Occidental son miembros de la familia de los flavivirus, la cual incluye la fiebre amarilla y varios virus que causan la encefalitis. El Dengue, que emergió como un problema de salud pública en la década de 1950, es endémico en la mayoría de los países a lo largo de la franja ecuatorial y se ha informado de casos en el sur de Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. El virus del Nilo Occidental apareció por primera vez en América del Norte en 1999 y rápidamente se ha propagado a los cuarenta y ocho estados contiguos, con casi 3.000 casos registrados en 2013. El dengue afecta a unos 400 millones de personas cada año en todo el mundo.
Smith y sus colegas crearon imágenes de la proteína usando cristalografía por ayos X, una técnica por la cual los haces de rayos X se usan para determinar las posiciones de los átomos en un cristal.
“El aislamiento de la proteína para su estudio ha sido un reto para los investigadores”, señaló Smith. “Una vez que descubrimos cómo hacerlo, todo cristalizó de manera bella”.
Los investigadores han buscado por años esta proteína tanto por su papel en la replicación como porque su liberación única en el flujo sanguíneo la marca como blanco para blanco para el tratamiento de la infección, dijo Richard Kuhn, profesor y director del departamento de ciencias biológicas en el Centro Gerald y Edna Mann del Centro Bindley de Biociencias en la Universidad Purdue.
“El conocimiento de la estructura de la NS1 es un avance enorme en la comprensión y la utilización de la proteína para nuestro beneficio”, dijo Kuhn, quien encabeza el equipo de Purdue involucrado en este trabajo. “El conocimiento de cómo está diseñada la proteína proporciona una senda temprana para entender sus papeles en el ciclo vital del virus. Sabemos cuáles son las porciones de la proteína a las cuales debemos apuntar en el desarrollo de medicamentos para ‘apagarla’ y detener el progreso de la infección”.
Los investigadores descubrieron que la NS1 tiene una estructura tridimensional con dos caras bien distintas, una que encara el sistema de replicación del virus dentro de las células que infecta, y la otra de cara al sistema de inmunidad afuera de las células infectadas.
“Las dos caras de la NS1 definen las regiones responsables por sus dos funciones principales”, dijo Smith. “Este conocimiento guiará la investigación futura hacia la disección y enfoque en estas regiones para el tratamiento o la prevención de las enfermedades”.
El dengue representa un problema específico para los investigadores que trabajan en el desarrollo de una vacuna. La enfermedad la causa uno de los cuatro virus relacionados transmitidos por los mosquitos. Las personas infectadas por un tipo de vuirus habitualmente desarrollan síntomas como de una gripe liviana, aunque son comunes los dolores de músculos y articulaciones.
Pero si después la persona recibe la picadura un mosquito portador de alguno de los cuatro tipos de virus la segunda exposición puede llevar a una enfermedad grave y la muerte. Este método de dos golpes en secuencia complica enormemente el desarrollo de una vacuna, dijo Smith.
“No queremos cebar a las personas para la enfermedad del dengue grave dándolos su primera exposición al virus en la forma de una vacuna”, explicó.
El desarrollo de una imagen más clara de la forma en que la proteína NS1 interactúa con el sistema de inmunidad e influye en la enfermedad puede abrir la senda para que los científicos desarrollen una vacuna que proteja a las personas sin incrementar, involuntariamente, su riesgo.
“Ahora que entendemos la estructura de la proteína podemos manipularla para probar funciones específicas”, dijo Kuhn. “Esto podría llevarnos a un método para prevenir cualquier cebadura dañina del sistema de inmunidad”.
