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Descubren molécula que permite el ingreso de rotavirus

El rotavirus se ha convertido en la mayor causa de hospitalización por diarreas en el mundo. Gracias a la molécula descubierta por el investigador colombiano Carlos Arturo Guerrero Fonseca y el grupo de investigación que lidera, se podría inactivar el proceso de ingreso del rotavirus a la célula. El proyecto fue galardonado con el Premio Nacional de Medicina en la modalidad de Ciencias Básicas.

, 14.12.2008

Los rotavirus son virus que afectan a todos los vertebrados, y cada especie animal tiene uno en particular. Los patos tienen un rotavirus distinto al de los burros y al de las demás especies, incluyendo los humanos.

El médico Carlos Guerrero, vinculado desde hace más de una década como docente investigador de la Universidad Nacional de Colombia, descubrió la Proteína Disulfuro Isomerasa (PDI). Esta es la cuarta molécula descubierta por el colombiano. Durante sus estudios de doctorado, el autor aisló cuatro proteínas candidatas a jugar un papel como receptores en el proceso de entrada del virus a la célula.

De estas, dos ya han sido descritas como receptoras en el proceso infeccioso, en trabajos publicados por el autor, y confirmada por otros investigadores en diferentes países.

A esta cuarta proteína le faltaban experimentos que demostraran su participación directa en el proceso infeccioso. Dicho trabajo experimental se llevó a cabo como tema de tesis de doctorado de la estudiante Martha Nancy Calderón, de la Facultad de Ciencias, dirigida por el profesor Guerrero, que le permitió demostrar a través de diversas técnicas que dicha molécula está en la membrana citoplasmática de la célula y el virus la necesita para poder infectar al organismo.

Los rotavirus causan diarrea abundante en los animales, y en los humanos, diarrea y vómito, sobre todo en niños entre 6 meses y 3 años. Dentro de las características que lo hacen peligroso está su versatilidad: la mayoría de los virus solo poseen una cadena de ADN, o de RNA, pero este tiene 11 cadenas de RNA de doble banda, lo que le permite recombinarse hábilmente, entre diferentes cepas humanas o incluso con las procedentes de otros animales.

Además, tiene la particularidad de ser altamente contagioso, principalmente por vía fecal y oral, aunque se ha documentado vía respiratoria, por ejemplo la tos. El virus no es letal, pero la severidad de las diarreas que produce pueden llevar a un grado de deshidratación que conduzca a la muerte, sobre todo en la población infantil, siendo más grave cuando hay desnutrición.

Tras los pasos
del rotavirus


Todo comenzó en enero de 1999, cuando tras el desarrollo de intensos estudios de doctorado, el médico Carlos Guerrero descubre cuatro moléculas: la integrina beta3, una proteína de choque térmico llamada HSC70, ACTINA Y PDI. Tres de ellas están ubicadas en la membrana citoplasmática que recubre la célula y son directas responsables del ingreso del rotavirus a ella.

Demostrar que una molécula está en la membrana citoplasmática de una célula y participa en el ingreso del virus no es sencillo. Se comienza a trabajar con líneas celulares, en este caso del riñón del mono verde africano, y de cáncer de colon y se cultivan en el laboratorio. Sin embargo, en el proceso de adaptación de las células, desde el animal al frasco de cultivo, las células pueden cambiar y expresar receptores en la membrana que no son propios de cuando están dentro del ser vivo.

Así que el doctor Guerrero inició ya una segunda fase, con células in vivo, utilizando el modelo de ratón. “Estoy utilizando virus propios de ratón, virus que se denominan silvestres, que no se pueden cultivar en una línea celular, sino que la única manera de estudiarlo es infectando ratones, recogerles las heces, sacrificándolos y aislando el virus de los intestinos, y de esa manera se obtiene el virus”. Utilizando virus silvestres está determinando cuáles de todas las moléculas, reportadas por Guerrero o por otros grupos en el mundo, juegan un papel en el modelo ratón.

Extraer estas células del ratón y mantenerlas vivas no es fácil. “Luego de casi 5 años de experimentación, logramos estandarizar la técnica para que los enterocitos –que es como se denomina a las células intestinales– permanezcan por 36 horas fuera del intestino del ratón sin morirse”.

Gracias a esto han podido hacer todas las pruebas que ya se habían realizado en las líneas celulares de laboratorio y se detectó que la infección ocurre sumamente rápido, “además vimos cómo las moléculas que yo ya había descubierto antes, efectivamente funcionan para que el virus ingrese, también en el ratón”, explica Guerrero.

Esfuerzo
 que se reconoce internacionalmente


El profesor colombiano tiene hasta el momento ocho publicaciones en las diferentes revistas de ciencia relacionadas con
virología. Una primera publicación se hizo en 1999, describiendo el método a través del cual se descubrieron las cuatro proteínas.

Luego, la investigación se centró en la integrina Beta3, se envió a la Revista de la Academia de Ciencias de los Estados Unidos, PNAS, y con este artículo obtuvo en el año 2000 el Premio Guauthemoc, que es como se denomina al Premio Nacional de Medicina en México. Otras publicaciones se han hecho en el Journal of Virology, la revista más importante a nivel mundial en el tema de virología.

“En México tienen un sistema diferente para otorgar el Premio Nacional de Medicina, porque uno no concursa sino que los encargados de otorgar esta distinción ponen a concursar las mejores investiga-ciones publicadas, y el criterio que tienen es que eligen la mejor publicación, según la importancia de la revista donde haya sido publicada, así que realmente fue un honor haber obtenido este reconocimiento”.

Lo curioso es que el profesor Guerrero ha pasado ya dos veces un preproyecto a Colciencias, para completar estudios sobre un fármaco, de varios que potencialmente pueden usarse, que sirve no solo para humanos, sino con posibilidades de aplicarlo en animales, y en ambas ocasiones el proyecto ha sido rechazado.

“Los argumentos son muy simplistas, algunos evaluadores nacionales piensan que ya hay una vacuna contra el rotavirus y que por eso no vale la pena seguir investigando. No tienen visión científica, porque para las otras especies, distintas de los humanos, no hay vacuna y este fármaco, junto con otros, con el que venimos trabajando, se podría utilizar sin ningún riesgo, porque es un fármaco que ya está en el mercado y no tiene reacciones adversas, sería darle un nuevo uso”, sostiene Guerrero.

El camino
apenas comienza


El premio otorgado por la Academia Nacional de Medicina de Colombia se entregó formalmente el pasado 27 de noviembre, pero el profesor insiste en que este es solo el comienzo. Se trata del tercer premio que la Academia le otorga a trabajos del profesor Guerrero. De los dos anteriores, uno en 2004, fue por el descubrimiento de una nueva técnica para estudiar resorción ósea y que forma parte de la segunda línea de investigación que el profesor Guerrero lidera actualmente, y el otro fue en el 2005 por otro trabajo en rotavirus.

Lo que inició como un requisito de trabajo de doctorado se convirtió en la marca para su camino como investigador. Además de corroborar la incidencia de PDI en el ingreso del rotavirus al cuerpo, ahora direcciona esfuerzos en mirar cómo inactivarla. La proteína PDI trabaja rompiendo y formando puentes de azufre y la técnica que se está utilizando en esta investigación es a base de reactivos ricos en azufre.

“Dos de los reactivos usados en esta investigación se utilizan a nivel mundial para estudiar estas proteínas y lo que hemos observado es que el azufre del reactivo se une al azufre de la PDI y la inactiva, por eso los virus no pueden pasar o replicarse cuando ya entraron a la célula. Lo interesante es que los receptores que el rotavirus utiliza para infectar también están implicados en otras enfermedades importantes, lo que en la actualidad estoy explorando personalmente. Esto me ha permitido ampliar el horizonte investigativo y en este momento el limitante que tenemos es la financiación para reactivos y estudiantes para continuar con el proyecto, ya que apenas estamos comenzando”.

(Por: Patricia Barrera Silva, Unimedios
)
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