Un kit de supervivencia para los virus de la viruela
Descubrimiento de un jugador sorprendente
Un estudio de Würzburg revela: los virus de la viruela han desarrollado una estrategia única para multiplicarse rápidamente tras infectar una célula huésped. Los hallazgos descubren una función hasta ahora desconocida de una molécula bien conocida y pueden servir de punto de partida para el desarrollo de nuevos agentes antivirales.
En la sociedad inglesa de antaño se asignaba a una "chaperona", tradicionalmente una mujer mayor, la misión de acompañar a una joven soltera para garantizar su correcto comportamiento, especialmente durante las interacciones con los hombres, en consonancia con las normas sociales de la época. En bioquímica, las "chaperonas" también desempeñan un papel protector. Una de sus principales funciones es ayudar a las proteínas recién sintetizadas a plegarse correctamente y evitar que las cadenas de proteínas mal plegadas se aglutinen. Otras chaperonas, conocidas como "chaperonas de ensamblaje", ayudan a reunir varios bloques de construcción en el denso entorno celular y a organizarlos en grandes complejos proteicos. Sin estas funciones cruciales, la vida tal como la conocemos no sería posible.
Ahora, científicos de la Universidad de Würzburg han descubierto un tipo de chaperona de ensamblaje desconocido hasta ahora durante su análisis de los poxvirus, y han descodificado su función con todo detalle. El aspecto único: se trata de la primera chaperona conocida que no está formada por una proteína, sino por un ácido nucleico - concretamente ARN, más concretamente, un ARNt o "ARN de transferencia".
Publicado en Nature Structural and Molecular Biology
Este estudio fue dirigido por un equipo de investigación del profesor Utz Fischer, catedrático de Bioquímica de la Universidad Julius Maximilian de Würzburg (JMU) y miembro asociado del Instituto Helmholtz para la Investigación de Infecciones Basadas en el ARN (HIRI). También colaboraron las profesoras Claudia Höbartner y Bettina Warscheid, de la Facultad de Química y Farmacia de la JMU, así como investigadores de Innsbruck, Hannover y Chicago. El equipo acaba de publicar los resultados de su trabajo en la revista Nature Structural and Molecular Biology. Estos hallazgos podrían servir de base para el desarrollo de nuevos fármacos contra los poxvirus.
Un papel clave en la expresión génica
"En nuestro estudio, nos centramos en un gran complejo proteico: el llamado vRNAP completo, una ARN polimerasa que se encuentra en la vaccinia, el poxvirus prototípico", explica Fischer. Esta enzima consta de 15 proteínas y una molécula de ARN y desempeña un papel crucial en la expresión génica, el proceso por el que la información genética se traduce en proteínas.
Cada componente del complejo tiene una tarea específica en este proceso. Un factor ayuda a la polimerasa a adherirse a los sitios de inicio (promotores) de los genes virales, otro le permite desprenderse de los promotores y un tercero modifica el ARN mensajero recién formado. "En conjunto, este complejo proteico actúa como una 'unidad todo en uno'", explica la Dra. Julia Bartuli, que dirigió la parte bioquímica del estudio. Lo que más le intrigaba era saber cómo tantas proteínas podían ensamblarse en una estructura tan ordenada. En otras palabras: ¿quién es el arquitecto de este complejo? "Para responder a esta pregunta, combinamos métodos bioquímicos y de biología estructural con el fin de identificar cada uno de los pasos", explica la bioquímica.
Descubrimiento de un actor sorprendente
El equipo descubrió que el complejo está construido por una chaperona de ensamblaje, una molécula que cambia su estructura mientras realiza una tarea específica y luego vuelve a su forma original. Para su sorpresa, descubrieron que esta chaperona no está formada por proteínas, sino por ARN. "Normalmente, el ARN no interviene en este tipo de procesos. Sin embargo, aquí un ARNt se sitúa en el centro entre la polimerasa y los factores asociados, asegurando su cohesión y disposición para iniciar la expresión génica", explica el Dr. Clemens Grimm, responsable del análisis estructural en el estudio. Otros experimentos sobre la función del ARNt revelaron que, sin él, los demás componentes del complejo no tienen afinidad entre sí y no se ensamblarían correctamente por sí solos. Sólo con la ayuda del ARNt se unen en una secuencia específica, durante la cual el propio ARNt cambia de estructura. Esto bloquea el sistema y lo estabiliza.
La pregunta que quedaba por responder era: ¿cuál es la función de este complejo? Para entenderlo, hay que conocer a fondo los virus de la viruela: "Los virus de la viruela son virus ADN que nunca entran en el núcleo de la célula infectada. En su lugar, su replicación se produce enteramente en el citoplasma. Esto significa que el virus debe llevar consigo todo lo que necesita para iniciar la transcripción y, por tanto, su propia replicación", explica Utz Fischer. Y ese es precisamente el papel de la vRNAP completa.
Iniciar la transcripción
El complejo se forma en una fase tardía de la infección y se integra en una nueva partícula vírica. Allí funciona como un "pistoletazo de salida para la transcripción". Todos los componentes esenciales se agrupan para garantizar un arranque sin problemas durante la fase inicial de la infección. Así que, esencialmente, este complejo sirve como una especie de "kit de supervivencia" que permite a los poxvirus multiplicarse rápidamente dentro de las células infectadas.
Aunque se trata de una investigación básica sobre el virus vaccinia, los hallazgos podrían tener importantes implicaciones dados los actuales acontecimientos en África. Desde hace tres años, los virus Mpox han aparecido en varios países, causando brotes localizados. Su relación con la vaccinia queda más clara por su antiguo nombre: hasta hace poco, se conocían como "viruela del mono".
Mutaciones peligrosas en los virus Mpox
Dado que hasta ahora los virus Mpox sólo se han propagado a través del contacto físico cercano, el número de infecciones se ha mantenido relativamente bajo - nada que ver con el SARS-CoV-2, el virus responsable de la pandemia COVID-19. Sin embargo, esto parece estar cambiando: "En África, observamos que el virus está mutando y encontrando nuevas vías de transmisión", afirma Utz Fischer.
Durante siglos, la viruela clásica -causada por el poxvirus variola- figuró entre las enfermedades más peligrosas. Fischer incluso la llama la "asesina" por excelencia. El desarrollo de vacunas a base de vaccinia y las campañas mundiales de vacunación acabaron por erradicarla; el mundo está oficialmente libre de viruela desde 1980. Desde entonces, sin embargo, han cesado las vacunaciones, lo que significa que un virus Mpox mutado se encontraría con generaciones sin inmunidad. En ese caso, podría ser necesario desarrollar rápidamente fármacos para combatir la enfermedad, sobre todo teniendo en cuenta que la tasa de mortalidad es relativamente alta entre los niños y las mujeres embarazadas.
"En la búsqueda de nuevas terapias, nuestros hallazgos podrían ser muy útiles", coinciden Utz Fischer y Clemens Grimm. El complejo ofrece numerosos sitios de acoplamiento para posibles inhibidores y es idóneo para el cribado de fármacos, es decir, la búsqueda sistemática de nuevos compuestos medicinales.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
Publicación original
Julia Bartuli, Stefan Jungwirth, Manisha Dixit, Takumi Okuda, Johannes Patrick Zimmermann, Matthias Erlacher, Tao Pan, Asisa Volz, Alexander Hüttenhofer, Bettina Warscheid, Claudia Höbartner, Clemens Grimm, Utz Fischer; "tRNA as an assembly chaperone for a macromolecular transcription-processing complex"; Nature Structural & Molecular Biology, 2025-9-4
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