Boletín
N°209 - mayo 2020
Científicas argentinas
logran ver por primera vez el recorrido que hace una proteína del virus del
dengue en células vivas infectadas
Posted by agenciacyta | Jun 1, 2020 | Ciencia, Destacadas, Salud | 0 |
Investigadoras de la Facultad de Ciencias Exactas y
Naturales de la UBA y del Instituto Leloir aplicaron nuevas tecnologías de
microscopias avanzadas para construir mapas de la trayectoria viral durante la
infección. Estos estudios aportan información fundamental para el desarrollo de
estrategias antivirales.
(Agencia
CyTA-Fundación Leloir)-. La pandemia
del nuevo coronavirus ocurre mientras estamos viviendo una de las peores
epidemias de dengue de la historia de nuestro país y de la región", dice Andrea
Gamarnik, jefa del Laboratorio de Virología Molecular
de la Fundación Instituto Leloir (FIL).
Un equipo liderado por Gamarnik y Laura
Estrada, profesora del Departamento de Física de la Facultad de Ciencias
Exactas y Naturales (FCEyN) de la UBA e investigadora
del Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, CONICET-UBA), logró visualizar
por primera vez cómo se mueve y qué recorrido hace la proteína de una
estructura que rodea el material genético del virus del dengue en una célula
viva infectada, y cuya función es clave en el proceso de infección. El trabajo
fue publicado por la revista "Scientific
Reports" de la editorial Nature.
La
estructura se denomina cápside. "Mientras el
virus infecta a una célula, se pudo captar cómo la cápside
del dengue se produce y se acumula en tiempo real. El conocimiento que arroja
este trabajo contribuye al desarrollo futuro de vacunas y antivirales
efectivos", señaló Gamarnik, quien añadió que los
resultados del estudio fueron posibles mediante la aplicación de microscopias
avanzadas desarrolladas por el grupo encabezado por Estrada.
La idea del
trabajo surgió en un encuentro fortuito en un evento organizado por la
Fundación Bunge y Born, donde el tema de conversación
se centró sobre la visibilización de la mujer en la
ciencia y la problemática de género. En ese contexto, la física Estrada y la
viróloga Gamarnik, ambas investigadoras del CONICET,
se dieron cuenta que tenían intereses comunes y diagramaron un plan ambicioso
de ciencia básica que demandó años de esfuerzo y dedicación.
Las
científicas aunaron esfuerzos para resolver un problema concreto. El proyecto
comenzó cuando Estrada propuso diseñar un microscopio a medida para estudiar
proteínas del dengue y Gamarnik propuso hacer virus
genéticamente modificados para poder estudiarlos con ese instrumento.
Otras
protagonistas del proceso fueron dos becarias doctorales del CONICET: la física
Manuela Gabriel, integrante del grupo de Estrada, y la viróloga molecular
Guadalupe Costa Navarro, del laboratorio de Gamarnik.
"Realizaron
un trabajo formidable. Primero tuvieron que aprender a hablar un lenguaje
común: Manuela aprendió de virus y Guadalupe sobre óptica y trayectorias de
moléculas únicas. Los experimentos los planificaron y ejecutaron juntas,
aprendiendo la una de la otra. Las reuniones de trabajo eran todo un desafío,
los dos idiomas científicos debían fusionarse para poder interpretar y diseñar
los experimentos. El resultado fue un éxito", comentó Gamarnik,
distinguida en 2016 con el Premio internacional L’Oréal-UNESCO
"Por las Mujeres en la Ciencia" y líder del equipo que semanas atrás desarrolló
el test serológico "COVIDAR IgG" para detectar
anticuerpos contra el coronavirus SARS-CoV-2 registrado en la ANMAT.
Del logro
recién publicado también participaron Luana de Borba, investigadora del CONICET en el equipo de Gamarnik en la FIL, y Andrés Rossi, responsable
del Servicio de Microscopía e Imágenes de la FIL.
Una proteína clave en la infección del dengue
La proteína
de la cápside del virus del dengue se produce en
grandes cantidades durante una infección y termina acumulándose en el corazón
de la partícula viral, protegiendo al material genético. Esta proteína es
esencial para que se formen los virus y para que éstos puedan infectar a nuevas
células humanas o del mosquito.
"La
proteína de cápside es un blanco muy interesante para
el desarrollo de estrategias antivirales", puntualiza Gamarnik.
"Cuando el
virus infecta a una célula, vimos que la proteína de cápside
rápidamente se acumula en el citoplasma y en el lapso de horas se moviliza al
núcleo celular, donde se concentra en los nucleolos.
Este movimiento lo pudimos ver en tiempo real", comenta la física Manuela
Gabriel.
"Las
proteínas de cápside están surgiendo como blancos
prometedores para el diseño de una nueva generación de agentes terapéuticos,
que, al estar basados en proteínas propias del virus, se espera que resulten en
terapias más específicas que las basadas en blancos celulares", señaló Estrada.
"La caracterización profunda de proteínas virales es el primer paso".
El estudio
requería de un grupo de trabajo altamente interactivo, constituido por personas
con formaciones y experiencias diversas que iban desde la manipulación del
virus y el ensamblado de un microscopio "a medida" hasta la adquisición
cuidadosa de los datos y la escritura de código para el análisis de grandes
volúmenes de información.
"Tratar de
aportar a la solución de un problema urgente y relevante para el país, fue el
verdadero motor que impulsó este trabajo en la frontera entre la física y la
biología", explicó Estrada.
"Nos
propusimos captar a la proteína en movimiento en células vivas infectadas, un
enorme desafío que incluía ‘ver’ algo in vivo muy difícil de captar con los
instrumentos existentes", agregó Estrada.
Como
resultado de este trabajo, las científicas demostraron que la proteína de cápside se comporta de manera muy diferente según la región
dentro de la célula en la que se encuentre.
"Por
ejemplo, dentro del citoplasma, la proteína de cápside
se mueve sin una dirección preferencial, mientras que en el núcleo de la célula
muestra un movimiento mucho más organizado, lo que sugiere algún grado de
interacción con el entorno", afirmó Manuela quien recolectó miles de
imágenes para realizar este análisis.
Las
investigaciones pudieron determinar que la proteína recorre aproximadamente un
área de 20 micrones cuadrados por segundo, indicó Guadalupe. Y agregó: "También
determinamos que esta velocidad se modifica con el tiempo transcurrido desde el
comienzo de la infección, datos que dieron información sobre el comportamiento
de la molécula".
Guadalupe, quien ahora está dedicada a producir la proteína Spike del nuevo coronavirus para escalar la producción del
test "COVIDAR IgG", señaló: "Conocer el
comportamiento de la proteína de cápside del virus
del dengue es fundamental para avanzar en la búsqueda de formas de mitigar las
infecciones. Sobre todo, sabiendo que estamos frente a un virus que causa grandes
epidemias y que aún no se ha podido controlar".
"Este proyecto nos dejó un gran aprendizaje sobre el valor que tiene
sumar diferentes áreas del conocimiento para resolver una necesidad concreta.
Desde el CONICET tenemos grandes capacidades que, en el caso del trabajo
publicado, fueron volcadas para entender el funcionamiento del virus del
dengue. Pero que, durante la pandemia de COVID-19, también las estamos
aplicando para desarrollar herramientas que ayuden a controlar al nuevo
coronavirus", concluyó Gamarnik.
El logro científico fue posible gracias a un
trabajo interdisciplinario realizado por las virólogas moleculares Andrea Gamarnik y Guadalupe Costa Navarro, y las físicas Laura
Estrada y Manuela Gabriel.
Una célula vista de cerca (izq.). En colores la
intensidad dice cuánta proteína de cápside del virus
del dengue hay. Rojo = mucha. Azul = poca. A la derecha la trayectoria de la
proteína cápside se muestra con líneas blancas en la
dirección de movimiento en cada pixel de la imagen.
Células
infectadas con dengue, en rojo las proteínas de cápside
del virus que son clave en la infección.