Las defensas de las plantas ante los virus abren la puerta a nuevas vacunas

Investigadores de la Universidad de California, en Estados Unidos, han descubierto que, como las plantas y los animales invertebrados, los mamíferos utilizan el proceso de ARN de interferencia (RNAi, en sus siglas en inglés) para destruir los virus dentro de sus propias células, según el trabajo que se publica Science. Este hallazgo podría ayudar a crear vacunas contra infecciones mortales, como el síndrome respiratorio agudo severo (SRAS), el virus del Nilo Occidental, el dengue, la hepatitis C y la gripe.

Hasta ahora, los científicos no habían sido capaces de demostrar que los mamíferos utilizan RNAi para matar los virus, pero una investigación anterior del microbiólogo Shou-Ding Wei, director de un laboratorio en el Institute for Integrative Genome Biology de la Universidad de California en Riverside, en plantas, nematodos y moscas de la fruta le ayudó a encontrar la clave: los virus han podido burlar esa protección innata en nuestras células mediante el uso de proteínas para suprimir el mecanismo que mata el virus.

El equipo dirigido por Ding descubrió que al quitar el supresor de la proteína del virus, se elimina rápidamente el virus utilizando el proceso de ARNi, que envía pequeños ARN de interferencia (siRNAs) para matar a la enfermedad. En su investigación en ratones jóvenes, por ejemplo, todos los sujetos murieron cuando fueron infectados con el virus Nodamura, pero cuando se retiró la proteína supresora llamada B2 del virus, los roedores infectados comenzaron a producir enormes ejércitos de siRNAs atacan el virus y vivieron sin la infección letal. «Muchos han tratado de hacer esto, es decir, encontrar los siRNAs virales en los mamíferos, pero no podían encontrar la clave», resaltó Ding.

La clave fue el conocimiento previo de la proteína B2 en el virus Nodamura, un virus que pocas personas conocen. De hecho, otros científicos me preguntaron: «¿qué es el virus Nodamura? Ellos han estado estudiando los virus humanos más conocidos, pero la infección del virus Nodamura en ratones resulta ser el mejor modelo».

Corazonada

¿Cómo supo Ding dónde buscar? Nativo de China, este investigador actuó en parte por una corazonada que comenzó cuando era estudiante graduado en la Universidad Nacional de Australia a finales de 1980, durante una conferencia en la que se enteró de que los genomas de los virus que infectan a las plantas y los animales son en realidad muy similares, a pesar de que ambos son muy diferentes. Tras debatir con su mentor, Adrian Gibbs, experto en evolución molecular de los virus y miembro de la Academia Australiana de Ciencias, pensó que debía haber un mecanismo antiviral común en las plantas y los animales.

Ding obtuvo la primera evidencia de esta hipótesis mientras trabajaba con Bob Symons en el Instituto Waite en Australia del Sur estudiando el virus del mosaico del pepino, una devastadora enfermedad, que infecta a más de 1.000 especies de plantas, incluidos muchos cultivos importantes. Con análisis computacionales, Ding descubrió un pequeño gen en el virus que otros científicos habían pasado por alto, al que llamó gen 2b y mostró que juega un papel esencial para ayudar a la propagación del virus dentro de la planta huésped.

Proteínas

Sobre la base de sus resultados, Ding propuso en un documento de 1995 que las proteínas 2b y B2 actúan suprimiendo la defensa antiviral del huésped. Impulsado por esta idea, este experto se trasladó a Singapur en 1996 para establecer su propio laboratorio en el Instituto de Agrobiología Molecular y, en colaboración con un grupo británico dirigido por el experto en RNAi David Baulcombe, el equipo de Ding descubrió que la proteína 2b, efectivamente, suprime las propiedades RNAi que combaten los virus en las plantas. Además, el grupo encontró que las proteínas 2b de los virus relacionados tienen todas la actividad supresora a pesar de que comparten limitadas similitudes de secuencia.

Ding se unió a la Facultad de la UCR en diciembre de 2000 para poner a prueba la otra mitad de su hipótesis: si la proteína B2 del virus casa Flock suprime RNAi en su huésped animal. Aunque RNAi se conocía como un mecanismo antiviral importante en las plantas en ese momento, pocos creían que también existía en el reino animal para combatir las infecciones virales por muchos otros mecanismos bien definidos. Durante los siguientes cinco años, Ding utilizó virus casa Flock para descubrir que en las moscas de la fruta y los nematodos ‘C. elegans’ RNAi tiene las mismas propiedades de matar el virus como en las plantas, pero que el B2 en el virus no permite trabajar a sus defensas RNAi. Al retirar B2, los anfitriones producen grandes cantidades de siRNAs y destruyen rápidamente el virus.

Las conclusiones, que se presentaron en un artículo de portada en Science en 2002 , mostraron que el RNAi es una defensa antiviral común en plantas, insectos y nematodos, y explica por qué los virus tienen que mantener una proteína para suprimir esa defensa. «Si RNAi se mantiene como una defensa antiviral eficaz en plantas, insectos y nematodos después de su evolución independiente de cien millones de años, ¿por qué no en los mamíferos?», se preguntó.

Virus Nodamura

Para responder a esta pregunta, Ding se decantó por un virus de la familia del de la casa Flock, el virus Nodamura, que es letal para los ratones jóvenes. En colaboración con este experto, el laboratorio de Olivier Voinnet, en el Instituto Federal Suizo de Tecnología en Zurich, también informó en un documento sobre la detección de siRNAs virales en las células madre embrionarias de ratón en cultivo infectadas por el virus de la encefalomiocarditis.

Estos hallazgos han abierto la puerta a nuevas formas de combatir los virus humanos peligrosos. El próximo objetivo de Ding es recaudar financiación para estudiar durante los próximos cinco años nuevas vacunas para patógenos humanos, como la fiebre del dengue. «Tal vez esto es lo que nos faltaba por conocer, cómo los seres humanos luchan contra las infecciones virales -subrayó-. Hay muchos diferentes mecanismos antivirales en nuestros cuerpos, pero tal vez la función de RNAi son el mecanismo más importante de defensa antiviral. Tal vez es la que realmente importa».

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