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Los virus, nanomáquinas que evolucionan

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Las células son las unidades estructurales y funcionales de la vida, tanto en los microorganismos como en los seres pluricelulares. Sin embargo, en la naturaleza existen otras entidades subcelulares que contribuyen activamente a la dinámica y evolución de los ecosistemas: los viroides y los virus. En ambos casos existe una interesante controversia científica acerca de si deben ser considerados o no como seres vivos, dado que ambos son capaces de replicarse y evolucionar (dos características fundamentales de la vida). Pero siempre a expensas de la maquinaria metabólica que proporciona la célula a la que parasitan: por tanto no son autónomos y, de hecho, cuando están fuera de su célula hospedadora se degradan rápidamente si no infectan una nueva diana.

Sin entrar en detalles, podemos decir que los viroides son moléculas de ácido ribonucleico (ARN) que poseen entre 250 y 400 nucleótidos (nt) de longitud, y que a pesar de no codificar ninguna proteína ni estar recubiertas por una envoltura proteica son capaces de infectar numerosas especies de plantas y producir enfermedades en ellas.

Por su parte, los virus son entidades replicativas compuestas por un genoma (de ARN o de ADN) protegido por una cobertura proteica denominada “cápsida”, y en algunas familias virales por una membrana lipídica exterior. La siguiente imagen muestra un ejemplo del genoma completo de un virus, visualizado por AFM. Se trata de una molécula de RNA de doble cadena y unos 4.600 nt, que constituye el genoma del virus denominado “L-A”, que infecta a la levadura Saccharomyces cerevisiae (muestra obtenida en el Instituto de Microbiología Bioquímica, CSIC-U. de Salamanca, e imagen tomada sobre una superficie de mica en el Centro de Astrobiología, CSIC-INTA).

Un ejemplo del genoma completo de un virus CSIS-INTA

Un ejemplo del genoma completo de un virus CSIS-INTA

Los virus son parásitos capaces de infectar a cualquiera de las especies celulares conocidas (de animales, plantas, hongos o microorganismos unicelulares) y se han encontrado en todos los entornos en los que se han buscado, incluyendo los más extremos de nuestro planeta. Su existencia ya fue sugerida a mediados del siglo XIX cuando uno de los padres de la microbiología, Louis Pasteur, fue incapaz de encontrar el microorganismo causante de una enfermedad entonces mortal: la rabia.

Dado que ese patógeno atravesaba los filtros con menor tamaño de poro que entonces se podían construir (escapando por tanto a los sistemas de esterilización por filtración), y que no se detectaba a través del microscopio óptico, concluyó que la rabia era causada por algo muy diferente a los “microbios” o “toxinas” entonces conocidos: bacterias, hongos y protozoos. En efecto, hoy sabemos que Pasteur estaba luchando contra un enemigo que en aquella época era invisible, porque sus dimensiones se encuentran en el rango de los nanómetros.

Primeros virus descubiertos en el siglo XIX

Los primeros virus fueron descubiertos a finales del siglo XIX, aunque no pudieron ser observados directamente hasta la década de 1930, gracias a un avance tecnológico trascendental: la microscopía electrónica. El tamaño de cada partícula viral o “virión” depende de la familia a la que pertenece, pero por lo general se sitúa entre los 20 y los 400 nanómetros de diámetro: los más grandes tienen casi la mitad del tamaño de una bacteria típica como E. coli, mientras que los más pequeños son unas 50 veces menores que ella.

La investigación por microscopía electrónica y difracción de rayos X ha mostrado que las cápsidas de los virus poseen una muy elevada simetría, lo que les permite construirla empleando una sola proteína o un número muy reducido de ellas, en el número de copias necesario para que se produzca el autoensamblaje molecular.

Los virus con simetría isométrica tienen forma de icosaedro o esfera, mientras que los de simetría helicoidal originan morfologías filamentosas o de bastón. Los mecanismos que emplean los virus para hacer copias de sí mismos son muy variados, pero en todos los casos se basan en que infectan un tipo celular concreto, se replican en su interior (produciendo mutaciones, más numerosas en el caso de los virus con genoma de RNA), y salen (unas veces rompiendo la célula infectada y otras no) para infectar otras células y continuar la infección. Los virus son, por tanto, nanomáquinas replicativas que han ido apareciendo en la naturaleza y evolucionando en paralelo a las células desde el origen de la vida.

Debido a sus dimensiones, durante los últimos años la investigación en virología se ha beneficiado de muchos de los avances en nanotecnología. Así, por ejemplo, gracias a técnicas como las pinzas ópticas se ha podido estudiar las características del nanomotor molecular con el que el virus bacteriófago denominado Phi29 empaqueta su genoma de ADN una vez que ha concluido su ciclo infectivo en la bacteria Bacillus subtilis, como describimos en un artículo anterior. Por otra parte, mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) se está profundizando en la caracterización estructural de algunos virus completos y sus componentes moleculares en condiciones nativas. En paralelo, la variante de la técnica de AFM conocida como “espectroscopía de fuerzas” permite estudiar características físicas de partículas virales individuales como es su resistencia mecánica a la compresión por la micropalanca. Por ejemplo, investigadores de la Universidad Autónoma de Madrid y del Centro de Biología Molecular “Severo Ochoa” (CSIC-UAM) están estudiando el papel que desempeña la presión interior ejercida por el genoma de ADN del denominado “virus diminuto del ratón” en el mantenimiento de la estructura de la partícula viral, para lo que analizan por separado viriones completos y cápsidas vacías, tanto en su variante natural como incluyendo proteínas con determinadas mutaciones.

Nanotubos naturales LAVAL UNIVERSITY

Nanotubos naturales LAVAL UNIVERSITY

También se trabaja con virus como sistemas modelo en el campo de la nanofluídica, tal como ejemplifica un estudio realizado por el CIC-Nanogune de San Sebastián utilizando el virus del mosaico del tabaco, que infecta a la planta Nicotiana tabacum. La cápsida de este virus (mostrada en la siguiente imagen de microscopía electrónica de transmisión, con una referencia de tamaño de 100 nm), posee simetría helicoidal y su forma es cilíndrica, con unos 300 nm de longitud, 18 nm de diámetro externo y 4 nm de diámetro interno. Mediante la combinación de estos nanotubos naturales con sistemas de micro- y nanofluídica, depositando nanogotas en ambos extremos de la cápsida se puede estudiar la difusión de iones metálicos y la migración de nanopartículas de oro por su interior. Con ello se analiza cómo fluyen los líquidos en tubos con diámetros menores de 30 nm, un límite a partir del cual se sabía poco sobre su comportamiento hidrodinámico.

Otra aplicación prometedora de los virus en bionanotecnología consiste en aprovechar que son nanomáquinas naturales muy especializadas, capaces de llegar a células concretas y entrar en ellas. Así, las cápsidas de virus desprovistas de su genoma (o bien virus completos modificados para eliminar su capacidad infectiva) pueden utilizarse como nanosistemas dispensadores de fármacos, que tras ser inyectados en el individuo enfermo reconocen sus dianas (por ejemplo, células tumorales) y liberan en su interior el cargamento terapéutico. En la actualidad existen distintas líneas de investigación en este campo, donde los virus están demostrando ciertas ventajas frente a otros nanodispensadores como nanopartículas, nanotubos de carbono o vesículas de distinto tipo. Este tema lo trataremos con mayor profundidad en otra ocasión, ya que constituye una de las líneas de trabajo más prometedoras de la nanomedicina.

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Identifican el mecanismo de división celular del neumococo, causante de la neumonía

Esta patología provoca la muerte de dos millones de niños cada año, más defunciones que las causadas por el sida, la malaria y el sarampión juntos, dice la OMS

Micrografía hecha con microscopio electrónico de barrido de la bacteria ‘Streptococcus pneumoniae’ CDC / Janice Carr – Wikipedia

Un equipo internacional de científicos ha identificado el proceso de división celular del neumococo -la bacteria causante de la neumonía y la meningitis-, un hallazgo que abre la puerta al desarrollo de una nueva generación de vacunas y de antibióticos más eficaces. El estudio, liderado por investigadores del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) y por la Universidad noruega de Ciencias de la Vida, se publica hoy jueves en Nature Communications. Según la Organización Mundial de la Salud (OMS), la neumonía provoca la muerte de dos millones de niños cada año, más defunciones que las causadas por el sida, la malaria y el sarampión juntos.

En España, esta bacteria tiene una gran resistencia a los antibióticos, “ya que entre el 40 y el 50 por ciento de las cepas que hay en nuestro país son capaces de evadir la acción de la penicilina”, explica el codirector del estudio e investigador del Departamento de Cristalografía del CSIC, Juan A. Hermoso. Además, en el resto del mundo, cada vez son más las cepas que resisten la acción de varios antibióticos a la vez. Este estudio ha permitido descubrir cómo es la estructura tridimensional de la proteína PcsB, que es “esencial” en el proceso de división celular del neumococo.

El hallazgo es importante porque la clave de la resistencia de las bacterias a los antibióticos estriba en su alta capacidad de reproducción, un mecanismo que desconocíamos hasta ahora

Una bacteria se divide para dar lugar a dos células hijas cada veinte minutos (en un día da lugar a 4.700 trillones de bacterias), por tanto, conocer bien los mecanismos de división celular es una parte “crítica” en la lucha contra las infecciones bacterianas.

“Dada la altísima capacidad de reproducción de las bacterias y a sus mecanismos de resistencia a antibióticos, algunos hijos pueden presentar resistencia a los antibióticos, de modo que frente a una infección de 200.000 bacterias, un antibiótico puede eliminar a 199.999 pero si queda una bacteria con capacidad de resistencia a ese antibiótico, gracias a su maquinaria de replicación, en pocas horas habrá generado, nuevamente, millones de bacterias resistentes a los antibióticos”, explica Hermoso. Por eso, de los antibióticos convencionales atacan el proceso de formación la pared bacteriana, una parte esencial para la supervivencia de la bacteria.

Mediante cristalografía de rayos X, los investigadores han descubierto cómo es la estructura y el mecanismo de división celular del neumococo (Streptococcus pneumoniae) y han visto que la proteína PcsB juega un papel determinante en el proceso. Saber cómo es la PcsB es “algo esencial para desarrollar nuevas vacunas y antibióticos porque al conocer su estructura podemos diseñar moléculas dirigidas directamente contra esta proteína esencial para la reproducción del neumococo y evitar así que prolifere la infección de esta bacteria resistente.

“La cristalografía nos ha permitido ver a detalle atómico cómo son todos los átomos que conforman esta estructura, es decir, que ahora tenemos una información privilegiada de esa proteína”. Según explica este investigador, la proteína PcsB es la encargada de romper la pared que une a las bacterias “justo en el momento en que la bacteria se ha duplicado y está a punto de separarse en dos”.

Para romper esa conexión en el momento preciso, esta proteína tiene dos partes: una llamada “módulo catalítico o máquina de romper la pared”, y otra, que como unas pinzas sujetan al módulo para que sólo se active en el momento de dividir la bacteria en dos. “Es como sujetar la boca del ‘comecocos’ con unas pinzas y soltarlas cuando queremos que corte y separe las dos bacterias”, asegura Hermoso.

Identifican el mecanismo de división celular del neumococo, causante de la neumonía.

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Una proteína hallada en un coral de Australia bloquea el VIH

Si se consigue adaptar esta sustancia a lubricantes, se podría detener la transmisión de la infección a través de relaciones sexuales sin necesidad de usar preservativo



Varios científicos del Instituto Nacional del Cáncer han dado un nuevo paso en la lucha contra el VIH. En este caso, y según un estudio publicado este miércoles, han hallado una proteína en los corales ubicados en aguas australianas que impide que el virus penetre en las células del sistema de inmunidad de cuerpo. Si se consigue adaptar esta sustancia a lubricantes, se podría detener la transmisión de la infección a través de relaciones sexuales sin necesidad de usar preservativo.

Las conclusiones de este estudio, el cual ha sido dirigido por Barry O’Keefe, fueron presentadas en la reunión de Biología Experimental celebrada en California a la que acuden más de 14.000 científicos todos los años. Durante la exposición de la investigación, el experto señaló que la sustancia parece bloquear la infección del VIH de una forma completamente novedosa, lo que le resulta «excitante».

Las susodichas proteínas –llamadas cnidarinas– fueron halladas por los científicos en una serie de corales recogidos en las costas del norte de Australia. Los investigadores se fijaron en ellas después de examinar miles de extractos naturales en el acervo biológico del Instituto Nacional del Cáncer. Los expertos purificaron entonces las proteínas y luego probaron su actividad contra cepas de VIH producidas en el laboratorio. El resultado fue positivo.

Uso práctico

La sustancia encontrada en los corales podrá adaptarse a todo tipo degelatinas y lubricantes sexuales para que, sin necesidad de preservativo, pueda detenerse la infección del VIH, el virus que causa el síndrome de inmunodeficiencia adquirida (sida). Koreen Ramesssar, un miembro del equipo investigador, corroboró esta idea y señaló que, con esta nueva proteína, se conseguirá que el virus no se haga resistente a otros medicamentos.

En su presentación, O’Keefe describió como «asombrosamente potente» la capacidad de la proteína para bloquear el VIH en concentraciones de una mil millonésima de gramo, suficiente para impedir que ocurra el primer paso de la transmisión del virus: la penetración del virus en la célula del sistema de inmunidad, conocida como célula T.

Concretamente, esta sustancia se enlaza con el virus e impide que se fusione con la membrana de la susodicha célula T. El paso siguiente en este estudio es el mejoramiento de los métodos para producir proteínas cnidarinas en grandes cantidades que puedan usarse a fin de identificar posibles efectos secundarios o su actividad contra otros tipos de virus.

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Identifican un nuevo ‘talón de Aquiles’ del virus del sida

La información puede abrir una nueva vía para desarrollar una vacuna preventiva y efectiva contra el VIH en el futuro

CHRISTINA CORBACI, COURTESY OF THE SCRIPPS RESEARCH INSTITUTE Reconstrucción de microscopía electrónica de la cubierta (Env) del VIH-1 (en azul) con los ‘talones de Aquiles’ del VIH (amarilo, morado y verde) y el PGT151 (rojo)

Un nuevo ‘talón de Aquiles’ del virus del sida acaba de ser identificado por un equipo del Instituto de Investigación Scripps que puede permitir avanzar en la tan esquiva vacuna preventiva del VIH. En colaboración con la Iniciativa Internacional de Vacuna del SIDA (IAVI), los científicos han descubierto un nuevo punto vulnerable del virus del VIH que puede convertirse en una diana idónea para ser atacada por los anticuerpos humanos para neutralizar la capacidad de infectar de una amplia variedad de cepas de VIH. «Se conocen otras ‘debilidades’ del VIH, pero la que hemos identificado podría servir para desarrollar una nueva vacuna», señala Dennis R. Burton, del Instituto de Investigación Scripps (EE.UU.). Los resultados se publican en dos artículos en la revista «Immunity».

El descubrimiento es parte de un esfuerzo más grande para desarrollar una vacuna eficaz contra el VIH . Dicha vacuna podría funcionar al provocar una fuerte respuesta inmune y de larga duración contra los puntos vulnerables del virus, que no varían apenas de cepa a cepa, y que, cuando se ligan a un anticuerpo, hacen que el VIH pierda su capacidad de infectar.

El VIH es uno de los virus más ‘inteligentes’ con el que se han encontrado los científicos. Aunque tiene ‘debilidades’, las oculta bajo una densa capa de azúcares de difícil comprensión y rápida mutación presentes en la superficie del virus que actúa a modo de escudos. Y debido a que gran parte de la respuesta de los anticuerpos a la infección se dirige hacia esas zonas, su eficacia sólo es transitoria.

Antes de estos nuevos hallazgos, los científicos habían sido capaces de identificar sólo unas cuantas series diferentes de anticuerpos ampliamente neutralizantes capaces de alcanzar cuatro puntos vulnerables conservados del virus.

Anticuerpos neutralizantes

Para llegar a estos resultados los expertos han recogido muestras de sangre en África India, Tailandia, Australia, el Reino Unido y EE.UU. de más de 1.800 voluntarios portadores del VIH pero con buen salud. Se trataba, explican, de identificar una rara familia de anticuerpos ampliamente neutralizantes. Así, vieron que el suero de un pequeño conjunto de las muestras obtenidas era capaz de resultó bloquear la capacidad de infectar del VIH, aunque en cultivos celulares de una amplia gama de aislados de VIH, lo que sugiere la presencia de dichos anticuerpos ampliamente neutralizantes.

De esta forma los investigadores encontraron un conjunto de ocho anticuerpos estrechamente relacionados y determinaron que los dos neutralizadores más potentes entre estos anticuerpos, PGT151 y PGT152,eran capaces de bloquear al virus en las dos terceras partes de un gran panel de cepas de VIH, que representa a casi todos los virus del sida del mundo.

Pero curiosamente, a pesar de su capacidad de bloquear al VIH, estos anticuerpos no se unen a puntos de vulnerabilidad del VIH ya descritos, denominados epítopos, en la proteína de cubierta del VIH Env, gp120 y gp41, sino a otro distinto. Hasta ahora se había visto que los anticuerpos neutralizantes se adherían a gp120 o a gp41, pero en el caso de PGT151 y PGT152 no se unen sólo a la gp120 o gp41, pero sí a ‘pedazos’ de ambos.

Esta compleja información es especialmente relevante, asegura la investigadora Emilia Falkowska, porque «son los primeros anticuerpos neutralizantes contra el VIH que hemos encontrado que de forma inequívoca distinguen diferentes formas de la proteína Env, que es la forma a través la cual el VIH infecta a las células».

En el segundo trabajo se ha identificado, gracias a técnicas de microscopía electrónica, la ubicación del sitio de unión de PGT151 con Env. Y aunqueeste dato es valioso en sí mismo como una diana para una vacuna contra el VIH, su descubrimiento también apunta a la existencia de otros epítopos complejos y vulnerables similares en el VIH.

Identifican un nuevo ‘talón de Aquiles’ del virus del sida – ABC.es.

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El VIH muestra su fortaleza | EL PAÍS

La quimioterapia más agresiva no lo erradica

El virus rebrota en dos de los tres hombres se creían ‘curados’

Las esperanzas de que algún día las personas con VIH consigan erradicarlo han sufrido un traspiés. Los médicos que atendían a los dos pacientes de Boston, los hombres que tras someterse a un tratamiento para la leucemia parecía que habían erradicado el virus, dieron a finales de diciembre en un congreso en Miami la noticia de que habían recaído. Aún queda uno: Thimoty Brown, el paciente de Berlín, que lleva desde 2007 sin necesitar medicación y sin dar manifestaciones de que el virus se haya reactivado.

“Fue una bomba”, dice el infectólogo Santiago Moreno, del hospital Ramón y Cajal de Madrid, quien asistió a aquel congreso en Mami. “Uno llevaba 18 semanas y otro alrededor de medio año”, recuerda Moreno de los dos casos, que se habían presentado a mitad de julio en Kuala Lumpur (Malasia). En la mayoría de los casos, el virus reaparece alrededor de un mes después de suspenderse la medicación, por lo que había esperanzas de que los hombres hubieran superado ya esa fase de peligro, pero no ha sido así. “Nuestro gozo en un pozo. Con eso no es suficiente”, reflexiona Moreno, quien da además otros detalles: “En estas personas, el virus reapareció con inusitada violencia. Llegaron a niveles de carga viral [la concentración de VIH en sangre] muy superior al que habían tenido antes. Eso sí, en cuanto volvieron a tomar la medicación respondieron de inmediato”.

Al igual que en el caso de Berlín, los dos hombres tenían una leucemia. Fue precisamente al tratarles con una quimioterapia intensiva para destruir las células cancerosas cuando se creyó que se habían eliminado los reservorios del virus. “La principal diferencia es que, después de ello, al paciente de Berlín se le trasplantaron células madre de una variante resistente al VIH, y a los otros no”, explica Juan Berenguer, del Hospital Gregorio Marañón de Madrid y presidente del Grupo de estudio del Sida (Gesida) de la Sociedad Española de Enfermedades infecciosas y Microbiología Clínica (Seimc). Esa diferencia es la que hizo que en el caso de Brown no haya habido una recidiva del virus, y sí se haya producido en los otros dos.

Pero, más allá de los casos, lo que interesa a los expertos son las consecuencias, lo que se aprende de este fracaso. A corto plazo poco cambia para los afectados: “Nunca habíamos planteado tratar así a las personas con VIH”, dice Berenguer. “Los tratamientos actuales son muy eficaces y mucho menos peligrosos que una quimioterapia tan fuerte, que puede ser hasta mortal”, recalca. “Quitando cuestiones como la económica, y la muy importante del estigma, hoy día el sida es una enfermedad más de las que necesitan una medicación de por vida. ¡Qué más quisiera una diabético de 30 años que tener un tratamiento tan cómodo!”, afirma Berenguer.

Pero en lo que los especialistas están de acuerdo es en que estos tres casos (al que podría unirse el de una niña que también se supone curada del VIH después de ser sometida a una fuerte medicación con antivirales nada más nacer) era una prueba de concepto, una demostración de que algo que hasta poco se creía impensable: que una persona no solo controle el virus, sino que este desaparezca o quede en niveles tan bajos que el propio organismo, sin necesidad de pastillas, lo controle. Esto último es lo que se denomina una curación funcional, y expertos en el VIH como Robert Gallo, creen que ahora es algo posible. “He tenido dudas al respecto durante los últimos 30 años. Peor en el último me dije: ‘Hay que ser realista’. La curación funcional es un objetivo a nuestro alcance”, ha dicho Gallo.

Se trata de un proceso muy complicado porque el virus de la inmunodeficiencia es un retrovirus. Esto quiere decir que tiene una especial capacidad para esconderse, para refugiarse. No es solo que se meta en células del huésped (los glóbulos blancos para destruirlos, la médula o el sistema linfático para esconderse). Es que llega casi a desaparecer. Sus proteínas de cubierta se destruyen, y su material genético se integra en el de las células invadidas, camuflándose entre el resto de los genes del individuo. Desde ahí se manifiesta generando nuevos virus. Por eso es tan difícil de eliminar.

Ahora sabemos que la erradicación es posible”, dice Santiago Moreno

Berenguer abunda en esta idea. “Para demostrar que un perro puedo hablar no haría falta hacer un ensayo doble ciego; bastaría con que hubiera uno que lo hace. El caso de la erradicación del VIH es similar: ya tenemos un caso en el que parece que eso ha sucedido. Es una prueba de concepto”.

Este es el mensaje positivo de estos casos. “Lo que hemos aprendido”, ha dicho Anthony Fauci, director del NIAID (Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas de EE UU). Esta lectura, la del aprendizaje, es algo más que una frase hecha. En el mundo del VIH hay dos asuntos que, hasta ahora, siempre se han resistido: la vacuna y la erradicación. En 30 años no se ha conseguido encontrar una solución a esos dos problemas. “Pero ahora sabemos que en el caso de la erradicación, es posible; lo que tenemos que hacer es encontrar el sistema”, dice Moreno.

El método usado con Timothy Brown no es aplicable a los 35 millones de personas con el virus que hay en el mundo. “Su curación fue una consecuencia colateral; se la encontraron al tratarle la leucemia”, insiste Berenguer. Pero puede ser un camino. “Quizá con una quimioterapia no tan fuerte, añadiéndole algo; una vacuna terapéutica, un fármaco que bloquee los receptores, un medicamento antilatencia [que obligue al virus a salir de su escondrijo para que pueda ser destruido]”, apunta Moreno.

No era pensable tratar a los pacientes con quimioterapia”, afirma Juan Berenguer

Que algo se puede hacer está claro. “Que el virus haya tardado tanto en reaparecer en estos casos es elocuente. Es posible que una quimioterapia menos agresiva con antivirales tenga el mismo efecto”, indica Moreno.

Hay más líneas ya abiertas. En la 99 Asamblea de la Sociedad Norteamericana de Radiología que acaba de celebrarse en Chicago, Ekaterina Dadachova, de la facultad de Medicina Albert Einstein de la Universidad Yeshiva de Nueva York presentó una aproximación parecida, basada en radioterapia en lugar de quimioterapia. “Para combatir el VIH necesitamos un sistema que elimina las células infectadas sin dañar las no infectadas”, dijo. Y, al igual que se está intentando con el cáncer, que tiene un problema parecido, la idea es encontrar receptores celulares específicos que lleven la radiación hasta las células infectadas. Dadachova lo ha conseguido en laboratorio, con cultivos celulares, indica la revista Medical News Today. Es solo un primer paso que deberá confirmarse más adelante. Pero son signos de que algo se mueve. Aunque no sea urgente, como señala Berenguer, dada la existencia de tratamientos antivirales que consiguen unos buenos resultados en general que han permitido que la esperanza de vida de los infectados sea –salvo fracaso terapéutico- equivalente a la de otras personas de su edad, un futuro sin pastillas parece un prometedor reto al que no se quiere renunciar.

El VIH muestra su fortaleza | Sociedad | EL PAÍS.

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Descubren cómo hacer al VIH «visible» al sistema inmune

La imagen representa un virus de VIH-2 (izda) al entrar en contacto con una célula dendrítica (dcha) y el proceso de infección. MANEL

De los dos tipos principales de VIH, sólo uno, el VIH-1, es capaz de causar sida lo en aquellas personas infectadas que no reciben el tratamiento adecuado. Ello se debe a que mientras el VIH-2 es rápidamente controlado y eliminado por las células del sistema inmune, el VIH-1 se oculta gracias a una especie de capa que lo hace invisible. Ahora, un estudio publicado en Immunity desvela cómo el VIH-1 se escapa de los mecanismos de defensa del organismo al convertirse en invisible. Los investigadores creen que esta información podría conducir al desarrollo de tratamientos eficaces contra el VIH-1.

«Nuestro estudio muestra por vez primera vez cómo las células del sistema inmune detectan el virus y cómo el virus utiliza una de sus proteínas para activar su invisibilidad y su infectividad», explica el autor principal del estudio, Nicolas Manel, del Instituto Curie, en Francia. El artículo también muestra cómo se puede modificar el virus de manera que sea reconocido correctamente y así se desencadene una respuesta inmune adecuada.

Se sabe que las personas que están infectadas tanto por el VIH – 1 y VIH- 2 tienen una mejor evolución que aquellas que únicamente lo están por el VIH-1, lo que sugiere que la respuesta inmune contra el VIH-2 protege contra los efectos de la infección causada por el VIH-1. Son muchos los investigadores que han tratado de averiguar porqué el sistema inmune no reconoce a los virus y permite que se integren en las células. A principios de este mes, un trabajo publicado en Nature realizado en University College London, en Gran Bretaña, identificó las moléculas que hacen «invisible» al VIH. Dichas moléculas, explicaban en su trabajo, se ubican en las células y el VIH las «recluta» para que el virus esté protegido frente al sistema inmune. Los investigadores británicos vieron que cuando estas dos moléculas desaparecen, bien sea por agotamiento o bloqueando su reclutamiento con un fármaco experimental, el VIH vuelve a estar expuesto al sistema de alarma y se activa una respuesta inmune contra el virus.

Un paso más lejos

Ahora, el trabajo del equipo de Manel ha ido un poco más lejos y ha visto que el VIH-2 infecta y activa las células dendríticas, pero no así el VIH-1. Estas células, aclara, juegan un papel importante en el inicio de la respuesta inmunitaria protectora En declaraciones a ABC, Manel matiza que ambos trabajos está relacionados, «pero nosotros vamos más allá: en primer lugar, demostramos que la cápside -cubierta- del virus modificado activa el sistema inmune adaptativo -linfocitos T-, pero además hemos sido capaces de demostrar directamente que el sensor innato clave, el que hace de ‘radar‘ en la célula ante el virus es una proteína llamada CGA».

Estos hallazgos abren nuevas vías para el desarrollo de tratamientos eficaces contra el VIH-1. «Si logramos la modificación de la cápside del virus podríamos diseñar un virus que sí va a ser reconocido por el sistema inmune, pero que también ha perdido su capacidad de infectar a las células».

Futuro

La cuestión es, ¿es posible manipular la cápside del virus? «Sí los es -responde a ABC el experto-. Ya lo hemos demostrado en el trabajo. Si la cápside del VIH-1 se modifica en la forma en la que describimos, entonces el virus es detectado por el sistema inmune innato sin que llegue replicar, y así activa los linfocitos T, al menos in vitro». Manel ha adelantado ABC que en estos momentos se encuentran desarrollando métodos para probar sus resultados en macacos, «aunque todavía faltan algunos meses para que obtengamos los primeros resultados». Al mismo tiempo, añade, «también estamos generando maneras de apuntar directamente a la vía CGA, un enfoque muy atractivo».

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El guerrero contra el sida es un clon

Científicos estadounidenses aíslan y clonan un poderoso linfocito que neutraliza el VIH

El sistema, probado con éxito en macacos, proporcionaría una fuente prometedora para tratar a los afectados

Uno de los avances más prometedores en la lucha contra el sida se ha producido este mismo año: el aislamiento, a partir de personas infectadas con el VIH, de una serie de anticuerpos capaces de neutralizar no solo al virus que los indujo en el cuerpo del paciente, sino también a la mayoría de las cepas virales que circulan por la población humana. Dos trabajos publicados en Nature por científicos de la Universidad de Harvard y los institutos nacionales de la salud, ambos en Estados Unidos, demuestran ahora que ciertas combinaciones de esos anticuerpos reducen de forma drástica la carga viral en macacos infectados. Ambos grupos proponen ensayos clínicos inmediatos en humanos.

Los anticuerpos de amplio espectro contra el sida parecen contradecir la maldición mil veces repetida y comprobada que lastra la investigación sobre una posible vacuna desde hace décadas: que la enorme variabilidad del VIH convierte cualquier respuesta inmunológica contra él en flor de un día, en un éxito siempre relativo por culpa de su fecha de caducidad. Pero la variabilidad de un virus, como también se ha comprobado con la gripe, no es más que una máscara, o una colección de máscaras que confunden al sistema inmune para esconder la verdadera esencia del agente infeccioso: las cosas que son demasiado importantes como para cambiar con esa ligereza, los escurridizos talones de Aquiles del VIH.

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El VIH en el mundo

• En 2012 vivían con VIH 35,3 millones de personas en el mundo, según los datos de ONUSIDA (la horquilla de contagios oscila entre 32,2 y 38,8 millones)

• Desde el comienzo de la epidemia, se calcula que cerca de 75 millones de personas han contraído la infección.

• Según las últimas directices de la OMS, solo el 34% de las personas que lo necesitan acceden a un tratamiento antirretroviral adecuado.

• Desde el año 2001, las nuevas infecciones han descendido en un 33%. El año pasado, 2,3 millones de personas se infectaron. La tasa de la caída de nuevos contagios fue notablemente superior en niños hasta alcanzar el 52%.

• Las muertes relacionadas con el sida han sufrido una caída del 30% comparadas con los niveles máximos que se alcanzaron en el año 2005. En 2012 hubo en todo el mundo 1,6 muertes vinculadas a la enfermedad. También han descendido (un 36% desde 2004) las muertes por tuberculosis en personas seropositivas.

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Los trabajos encabezados por Dan Barouch, del centro Beth Israel Deaconess de la Facultad de Medicina de Harvard, en Boston, y Malcolm Martin, del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas (NIAID, uno de los institutos nacionales de la salud norteamericanos), en Bethesda, no utilizan directamente los anticuerpos obtenidos de la sangre de los pacientes; las personas que tienen la fortuna de desarrollar esos anticuerpos protectores son escasas, y su producción de sangre es tan escasa y valiosa como la de cualquierHomo sapiens. En vez de esto, los científicos han utilizado anticuerpos monoclonales, uno de los grandes avances de la medicina contemporánea, que les valió el Premio Nobel en 1984 a sus descubridores, César Milstein y Georges Köhler.

Cuando el virus del sida infecta el cuerpo se inicia una guerra darwiniana: no solo entre las variantes del virus y los glóbulos blancos de la sangre (linfocitos), sino también —o sobre todo— entre unos glóbulos blancos y otros, en un feroz proceso evolutivo donde la célula que produce los anticuerpos más afines por el virus obtiene la recompensa de una mayor tasa de propagación. La tecnología de los monoclonales permite justamente clonar esos linfocitos: hacerlos inmortales y propagarlos cuanto haga falta, incluso a escalas industriales. Esto es lo que Barouch, Martin y los demás han hecho con los raros y valiosos linfocitos de los pacientes privilegiados de sida, los que producen anticuerpos potentes y de amplio espectro contra el VIH.

La eficacia de estos anticuerpos monoclonales se comprobó primero en ratones humanizados (en los que la parte relevante de los genes del sistema inmune se han sustituido por su versión humana), y ahora han superado la última prueba antes de someterse a ensayos clínicos en humanos. Las combinaciones adecuadas de los anticuerpos monoclonales neutralizantes y de amplio espectro han logrado reducir la carga viral hasta niveles indetectables en un ensayo con 18 macacos rhesus que padecían una infección crónica con un virus muy similar al del sida humano: el SHIV, un híbrido del virus humano VIH y de su primo simiesco SIV, considerado por los investigadores el sistema modelo óptimo para preparar el salto a pacientes humanos.

El virus reaparece al tiempo, pero por la reducción en sangre de los monoclonales

En los ensayos con macacos, el virus desaparece rápidamente de la sangre y sigue muy bajo o incluso indetectable semanas o meses después. Y lo que parece aún más importante: cuando el virus vuelve a subir al cabo del tiempo, ello no se debe a que haya mutado a una forma resistente (como ocurre ahora con los fármacos antivirales), sino a que los anticuerpos monoclonales se han reducido demasiado en la sangre; por tanto, basta reinyectárselos al mono para que el virus vuelva a bajar. Los laboratorios de Harvard y de los NIH en Bethesda proponen pasar a los ensayos clínicos en humanos cuanto antes. Creen que sus anticuerpos monoclonales pueden marcar un salto cualitativo en la lucha contra el sida.

“Este tipo de estrategia terapéutica basada en anticuerpos ya se había intentado, pero con unos anticuerpos menos potentes”, explica José Alcamí, jefe de la Unidad de Inmunopatología del Sida del Instituto Carlos III en Madrid, y conocedor de las investigaciones que publica ahora Nature. Alcamí considera que la principal contribución de los nuevos trabajos es haber demostrado el vigor de un anticuerpo muy concreto. “El famoso PGT121”, como lo llama él con toda familiaridad.

El PGT121 fue aislado hace pocos años de un paciente africano infectado de SHIV. No solo se caracteriza por su potencia antiviral y un espectro neutralizante muy amplio contra cepas muy diversas del virus humano, sino también por un modo de acción muy peculiar. Mientras que la inmensa mayoría de sus colegas reconoce pequeños segmentos de proteína en el agente infeccioso, el PGT121 va dirigido contra un tipo completamente distinto de molécula viral (un glicano). Algunos especialistas ven en ello una pista interesante para diseñar los anticuerpos del futuro.

En cierto sentido, el PGT121 es un producto de la más avanzada ingeniería molecular que conocen los científicos terráqueos: la practicada por el sistema inmune para bregar no ya con los virus y bacterias existentes, sino con cualquiera de los que puedan llegar a existir: con cualquiera de las moléculas invasoras concebibles. El mecanismo implica sofisticados sistemas de recombinación genética, selección clonal y mutación somática —cambios de letra en el ADN ocurridos durante la exposición a la enfermedad—, y el cuerpo del paciente africano pasó por todos ellos antes de que los médicos extrajeran el valioso PGT121 de su sangre.

Pero, una vez que la naturaleza ha hecho eso una vez, los ingenieros genéticos humanos pueden sacar partido de ello, y también pueden hacer algo todavía mejor: aprender a emular el proceso. Los laboratorios de biología molecular ya han hecho grandes progresos con las técnicas deevolución artificial que imitan claves cada vez más profundas de los engranajes de la naturaleza.

Pero entonces, ¿estaba aquel paciente africano protegido contra el sida de forma natural? “No”, responde Alcamí, “esa es una de las paradojas de todo este asunto; todos estos pacientes de los que se han obtenido los anticuerpos tienen la infección crónica como cualquier otro paciente; el virus desarrolla mutaciones que le permiten escapar”.

En el caso de los nuevos experimentos con macacos, ese no es el caso. El virus, desde luego, acaba reapareciendo en la sangre a los 60 o 90 días del tratamiento con los anticuerpos monoclonales, pero la razón no es que haya mutado a una forma resistente. La razón es, simplemente, que los anticuerpos han desaparecido de la sangre, y basta reinyectarlos para que el virus vuelva a reducirse a niveles indetectables. Pero el caso es que los pacientes humanos queinventaron esos anticuerpos no son tan afortunados.

¿Por qué? Alcamí apunta una posibilidad: los macacos de los experimentos fueron infectados en primer lugar con un virus clonal: una especie molecular única obtenida de una cepa viral de laboratorio. Y las infecciones de la vida real se componen de virus más diversos: a menudo familiares cercanos, pero variables de todos modos.

“Un enfoque original con éxito parcial”

JAIME PRATS

José María Gatell destaca un aspecto por encima de todos los demás en el trabajo que publica Nature sobre una terapia con nuevos anticuerpos monoclonales para combatir el VIH. Subraya el hecho de que en tres monos (el 17% de los participantes del ensayo), una vez retirada la medicación, la presencia del virus se mantuviera en niveles indetectables, lo que supone un éxito. O, en terminología médica, “una curación funcional”. “Es lo más relevante”, comenta este especialista, uno de los médicos e investigadores más destacados en el campo del VIH. “Es novedoso y lo más prometedor”, añade.

A partir de este momento, comienzan los matices al trabajo. En primer lugar, por el poco tiempo de seguimiento observado en los simios, que se limitó a 100 días. “Es un plazo muy escaso”, apunta el también codirector del Hivacat, el proyecto catalán de desarrollo de una vacuna del virus de inmunodeficiencia humana. Quizás no sea suficiente el tiempo transcurrido para poder concluir que existe una remisión del virus hasta situarse en niveles indetectables de forma definitiva.

Gatell advierte de que el enfoque basado en el uso de anticuerpos monoclonales para combatir el virus ya se ha probado en otras ocasiones en humanos, “aunque es verdad que no eran tan potentes”. Entonces “ya se demostró que había una reducción en la presencia del virus”, aunque no se consiguió alcanzar el objetivo de curación funcional que sí refleja el trabajo publicado ahora.

Dado que la mayoría de los macacos tratados sufre un incremento de los niveles del virus una vez suspendido el tratamiento, la terapia con anticuerpos monoclonales debería ser continuada en el grueso de los pacientes, plantea el investigador del Clínic. Algo similar a lo que sucede actualmente con la terapia antirretroviral, que implica un tratamiento crónico para mantener a raya al patógeno. Pero no es lo mismo tomar varias pastillas por vía oral que un cóctel de anticuerpos que, necesariamente, se administra de forma intravenosa.

Gatell apunta que hay trabajos que han recurrido a la terapia génica para esquivar esta molestia y conseguir, en ratones, que sea el propio cuerpo el que genere estos anticuerpos —tras introducir en su ADN un gen capaz defabricar estos linfocitos clonados—. “Pero ya sabemos los problemas que ha provocado este tipo de ensayos”, comenta el médico catalán en relación a los sonoros fracasos cosechados por esta terapia.

Respecto a la conclusión más sorprendente del trabajo, la curación en el 17% de los casos, no hay precedentes tras la administración de anticuerpos. Para buscar algo similar, habría que acudir a circunstancias excepcionales de pacientes que seguían la terapia convencional. Gatell alude a un trabajo que observó curación funcional en un tipo de enfermos “muy seleccionados”. En concreto, se trataba de personas recién contagiadas. “Era gente con la que se empezó la terapia antirretroviral pocos días después de la infección, y no se habían establecido aún los reservorios [las células infectadas que permanecen en estado latente y que, al reactivarse, vuelven a generar el virus]”. Pese a no ser circunstancias comparables, Gatell sí destaca que los monos curados son los que tenían la carga viral más baja.

Pese a los matices, el médico del hospital Clínic destaca tanto la “aproximación original” del estudio que publica Nature como “el éxito parcial” obtenido. “Moderado en la mayoría de los pacientes y más importante en los tres en los que se consiguió una carga viral indetectable tras suspender el tratamiento”.

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