Hacerlo ha proporcionado un acceso cercano al virus, que de otro modo estaría oculto a la vista en lo profundo de la célula, y ha permitido la identificación de los componentes esenciales que el VIH necesita para replicarse dentro de su huésped humano, según publican en la revista Science.

Específicamente, los científicos pudieron observar el virus mientras replicaba su genoma y lo insertaba en el ADN objetivo, reflejando los pasos que normalmente tienen lugar dentro del huésped.

Estos avances brindan una nueva comprensión de cómo funciona el VIH, dicen los autores, lo que permite explorar las primeras etapas del ciclo de vida del virus con un detalle sin precedentes. Este conocimiento podría conducir a mejores tratamientos para el sida, una enfermedad de por vida que solo puede mantenerse bajo control con un régimen de medicación continuo.

«Esto nos está enseñando cómo infecta el VIH, relata Wesley I. Sundquist, profesor distinguido de bioquímica en Salud de la Universidad de Utah. Estamos aprendiendo cosas nuevas sobre uno de los patógenos más importantes que los humanos han encontrado y eso es importante».

A pesar de su peligro, el VIH tiene una apariencia engañosamente simple. El virus se asemeja a un cono de helado redondeado, donde una capa exterior encapsula el material genético del virus en su interior.

Anteriormente, se pensaba que la función principal del caparazón, llamado cápside, era proteger su preciosa carga. Pero las investigaciones del equipo de Sundquist y el coautor Owen Pornillos, profesor asociado en la Universidad de Virginia, muestran que la cápside también juega un papel activo en la infección.

La realización de los pasos iniciales de la infección en un tubo de ensayo permitió al equipo de investigación manipular con precisión el VIH de formas que antes no habían sido posibles. Descubrieron que cuando usaban métodos genéticos y bioquímicos para desestabilizar la cápside, el VIH no podía replicar eficazmente su material genético. Fue la primera demostración directa de que, en lugar de servir simplemente como envase, la cápside es un componente esencial del proceso de infección por VIH en sí.

Si es ver para creer, entonces observar la molécula del VIH en acción dio crédito al hallazgo experimental, señalan los autores. Los avances recientes en la microscopía crioelectrónica y el modelado molecular han hecho posible ver el virus, que a 130 nm es aproximadamente 60 veces más pequeño que un glóbulo rojo, con un detalle exquisito.

Usando estas técnicas, el equipo visualizó cada uno de los 240 diminutos «mosaicos» de proteínas que encajan para formar la capa exterior en forma de cono. Con la vista de cerca, los científicos pudieron ver literalmente que la cápside permanecía en gran parte intacta durante todo el proceso de replicación, llamado transcripción inversa.

«Esto es diferente a los libros de texto, precisa Sundquist. Nuestros datos indican que la cápside viral juega un papel activo e indispensable en el apoyo a la transcripción inversa eficiente».

Sundquist señala que el descubrimiento puede ayudar a explicar por qué un fármaco de investigación contra el VIH desarrollado por Gilead, el primero en atacar la cápside, es un potente inhibidor del virus.

El trabajo previo de Sundquist, Pornillos y otros que dilucidaron la estructura y función de la cápside del VIH informó el diseño del fármaco, que ha funcionado bien en los ensayos clínicos de fase 1. Los conocimientos adicionales obtenidos a través del sistema de tubos de ensayo podrían mejorar aún más el diseño de fármacos.

Los avances en la tecnología de los microscopios, junto con la tenaz persistencia, llevaron a la nueva visión del VIH, que se descubrió por primera vez como la causa del SIDA hace más de 35 años. Fueron necesarios años de prueba y error para determinar los componentes mínimos necesarios para recapitular el proceso en un tubo de ensayo, fuera de la celda.

Ahora que el sistema simplificado está en funcionamiento, dice Pornillos, abre las puertas para aprender verdades más fundamentales sobre un enemigo conocido.

«Para mí, existe tanto el aspecto de conocimiento fundamental como el aspecto de traslación que podría ayudarnos a encontrar mejores formas de detener el VIH, señala Pornillos. Por eso es una gran investigación».

octubre 13/2020 (Europa Press) –Tomado de la Selección Temática sobre Medicina de Prensa Latina. Copyright 2019. Agencia Informativa Latinoamericana Prensa Latina S.A.

Este proceso de copia del ADN –también llamado replicación– es muy delicado, ya que puede generar graves alteraciones en el material genético asociadas a la transformación tumoral o el envejecimiento.

Investigadores del Centro Nacional de Investigaciones Oncológicas (CNIO) han descubierto cómo una nueva enzima humana, la proteína PrimPol, es capaz de reconocer lesiones en el ADN y facilitar su reparación durante el proceso de copia, evitando así daños irreversibles y fatales para las células y, por ende, para el organismo.

La proteína PrimPol es capaz de reconocer lesiones en el ADN y facilitar su reparación durante el proceso de copia

Los resultados los recoge la edición digital de la revista Nature Structural and Molecular Biology (doi: 10.1038/nsmb.2719 ). Este trabajo representa la continuación de otro previo publicado recientemente por los mismos investigadores en la revista Molecular Cell en el que describían la existencia y las propiedades bioquímicas de la enzima PrimPol.

El ADN que reside en el núcleo de las células es el portador de los genes, los manuales de instrucciones que dictan el funcionamiento celular.

“La estructura del ADN es muy estable, salvo en las aproximadamente ocho horas que dura la replicación en las células humanas; entonces se vuelve más frágil y se puede romper”, sostiene Juan Méndez, jefe del grupo de Replicación de ADN.

Estas ocho horas son por lo tanto críticas para las células: tienen que vigilar que la copia sea fidedigna, y en caso de que ocurran errores o existan daños en el ADN, deben repararlos de la forma más eficiente posible.

Evitar el colapso
Las enzimas encargadas de sintetizar la nueva copia de ADN son las ADN polimerasas. “Cuando una ADN polimerasa se encuentra con un obstáculo en el ADN (por ejemplo, una alteración química introducida por la radiación ultravioleta de la luz solar), la copia se interrumpe y se produce una parada hasta que se repara el error”, explica Méndez.

La enzima PrimPol evita que el proceso de copia se interrumpa cuando hay daño

Esta interrupción puede provocar roturas en el ADN, traslocaciones de fragmentos de unos cromosomas a otros e incluso provocar la muerte celular o la transformación tumoral.

La nueva investigación demuestra que la enzima PrimPol evita que el proceso de copia se interrumpa cuando hay daño: reconoce las lesiones y las salta, de modo que serán reparadas cuando finalice la copia. PrimPol en una enzima evolutivamente muy antigua, y se han encontrado proteínas similares en las arqueobacterias, una de las primeras formas de vida que habitaron el planeta.

“Hace millones de años las condiciones de vida eran más difíciles –alta salinidad, temperaturas extremas, etc.–, por lo que PrimPol probablemente está adaptada a sintetizar ADN en estas condiciones que favorecen daño”, explica Méndez, y añade que “a cambio, estas ADN polimerasas primitivas son menos fieles que los sistemas de copia más evolucionados y pueden introducir mutaciones”.

Los científicos adelantan que este incremento en las mutaciones podría haber desempeñado un papel crucial en la evolución de los genomas, además de tener un impacto sobre el envejecimiento de las células y el desarrollo del cáncer.

Identificada y caracterizada esta nueva proteína en el ser humano, los investigadores avanzan que ya están estudiando su papel en el desarrollo de enfermedades.
noviembre 20/2013 (SINC)

Silvana Mourón, Sara Rodriguez-Acebes, María I. Martínez-Jiménez, Sara García-Gómez, Sandra Chocrón, Juan Méndez. «Repriming of DNA synthesis at stalled replication forks by human PrimPol». Nat Struct Mol Biol. 2013 Nov 17