El compuesto nutritivo se muestra prometedor para detener la transmisión del Zika de madre a feto
Una ilustración que muestra la estructura molecular del palmitoleato, con viriones del virus del Zika en el fondo. Crédito: Investigación y desarrollo económico de Joel Brehm
Antes de la COVID-19, hubo otra crisis de salud pública que ocupó los titulares de todo el mundo: el brote del virus Zika de 2015-16, que se convirtió en una epidemia a medida que se propagaba por Brasil y las Américas. . El virus transmitido por mosquitos fue quizás mejor conocido por causar importantes defectos de nacimiento, sobre todo microcefalia, que puede causar una cabeza anormalmente pequeña y un cerebro subdesarrollado. Los niños con síndrome de Zika congénito también pueden experimentar convulsiones, problemas de visión y audición, problemas de movilidad y más.
Esos problemas llamaron la atención de Sathish Kumar Natarajan, quien en 2016 estaba lanzando su laboratorio independiente en la Universidad de Nebraska-Lincoln, justo cuando el brote de Zika se intensificaba en Brasil. Hasta ese momento, su investigación se había centrado en la bioquímica de una afección llamada hígado graso agudo del embarazo, o AFLPa, una complicación rara y potencialmente mortal que surge en el tercer trimestre del embarazo. Natarajan se centró en cómo el daño a la placenta debido a una mutación genética en el feto puede desencadenar AFLP y dañar el hígado de una mujer embarazada.
Al leer los estudios emergentes sobre Zika, notó que un mecanismo similar en el la placenta, la apoptosis o la muerte celular podrían estar impulsando la transmisión del virus de la madre al bebé. Cuando la placenta está gravemente dañada, crea una barrera altamente permeable a través de la cual el virus viaja y prolifera fácilmente. Eso generó una idea: ¿Qué pasaría si el compuesto nutritivo que su equipo de investigación estaba desarrollando para prevenir la apoptosis en AFLP también pudiera obstaculizar la transmisión de Zika de madre a feto?
Para explorar esa pregunta, Natarajan se puso en contacto con Husker el virólogo Asit Pattnaik, quien fue uno de los primeros investigadores del mundo en desarrollar un clon infeccioso del virus Zika que puede usarse para la investigación. Natarajan le pidió a Pattnaik que hiciera una prueba inicial para ver si el compuesto de nutrientes, llamado palmitoleato, detenía la apoptosis inducida por Zika. Lo hizo y ese éxito inicial provocó una colaboración en curso que explora los mecanismos por los cuales el daño placentario facilita la transmisión del Zika de la madre al bebé, y qué estrategias pueden frustrar esa vía.
«Nuestro objetivo es desarrollar un compuesto de nutrientes dietéticos para prevenir el daño del virus Zika a la placenta, lo que protegería al feto», dijo Natarajan, profesora asistente de nutrición y ciencias de la salud. «Si pudiéramos llevar el compuesto nutritivo a la madre, podríamos prevenir el método por el cual el Zika llega al feto y prevenir el peor daño».
Un artículo publicado recientemente en Cell Death Discovery toma el equipo un paso más cerca de lograr ese objetivo. El estudio presenta una explicación más detallada de cómo el Zika desencadena exactamente la apoptosis en los trofoblastos de la placenta, las células que nutren al embrión. Es necesaria una mejor comprensión de estos mecanismos moleculares para desarrollar una estrategia eficaz para combatir la transmisión de madre a hijo. El estudio es el primero en implicar a una familia de proteínas llamadas JNK, reguladores importantes en una variedad de eventos celulares, incluida la apoptosis como un factor importante en el daño inducido por el zika en los trofoblastos placentarios.
Antes de lanzar el estudio, Natarajan planteó la hipótesis que el Zika, como muchos otros virus, desencadena la apoptosis al estresar el retículo endoplásmico de las células, que es el componente celular responsable de la producción, el procesamiento y el transporte de proteínas y lípidos. Usando técnicas de microscopía de células vivas, confirmó esta teoría: cuando el zika atacó los trofoblastos placentarios, el equipo observó marcadores de estrés en el retículo endoplásmico.
También vieron evidencia de apoptosis, medida por un aumento en ciertas enzimas proteicas. y cambios morfológicos en los núcleos de las células. Inesperadamente, también observaron la activación de lo que se llama «c-Jun N-terminal quinasa» o JNK, señalización. JNK es un actor clave en la muerte celular, pero hasta ese momento, nadie había identificado su papel en la facilitación de la transmisión del Zika. Natarajan dijo que JNK parece desencadenar no solo la muerte celular, sino también un estrés adicional en el retículo endoplásmico, creando lo que él llama un «bucle de activación» que es perjudicial para los trofoblastos.
«Cualquier virus podría causar estrés en el retículo endoplásmico «, dijo Natarajan. «Lo que descubrimos que es novedoso es que el zika induce la activación de JNK. Si bloquea esa activación, se protege por completo contra la apoptosis».
Cuando su equipo introdujo un inhibidor de JNK en las células infectadas con zika, cerró ese camino a la apoptosis. Esto arroja luz sobre los mecanismos precisos que provocan el daño placentario y sugiere que una ruta para proteger la placenta puede ser el tratamiento con un inhibidor de JNK. El patrón fue consistente en dos cepas diferentes de Zika, una del linaje africano, que es una forma del virus Zika original aislado por primera vez en 1947, y otra del linaje asiático, que desencadenó la epidemia de Brasil.
El estudio también da crédito a la teoría inicial de Natarajan de que el nutriente palmitoleato puede bloquear la transmisión del Zika de madre a bebé. A partir de su investigación sobre el palmitoleato en el contexto de AFLP, sabe que el compuesto nutritivo previene el estrés del retículo endoplásmico. La observación de que el estrés del retículo endoplásmico también es un precursor de la muerte celular en las células infectadas con Zika sugiere que el palmitoleato puede tener una protección similar. Desde la publicación del artículo, su equipo encontró evidencia de la eficacia del palmitoleato contra la apoptosis inducida por Zika en los trofoblastos y presentará esos resultados en una próxima publicación.
El palmitoleato sería un tratamiento ideal por varias razones. Quizás lo más importante es que un tratamiento basado en nutrientes es clave para las mujeres embarazadas que intentan evitar las drogas farmacéuticas. También sería económico de producir y portátil, lo que significa que podría implementarse en cualquier área del mundo afectada por el Zika. Natarajan prevé que el tratamiento se desarrollaría como una píldora o como suplemento de nuez de macadamia, que es un alimento que contiene un alto nivel del nutriente.
Aunque la transmisión del Zika es muy baja en este momento, sigue siendo una amenaza potencial. Desde que terminó la epidemia de Brasil en 2016, ha habido brotes en el sur y sureste de Asia, y los expertos creen que es probable que haya otra epidemia en algún lugar. Aunque hay vacunas en proceso, no hay suficientes personas en riesgo de Zika para avanzar a través de ensayos clínicos de última etapa. Esto significa que sigue siendo importante desarrollar un tratamiento que proteja a los bebés en el útero: la epidemia de 2015-16 dejó a más de 3700 niños con defectos congénitos, y las investigaciones recientes sugieren que un número aún mayor de niños tiene problemas neurológicos y cognitivos a largo plazo que no eran evidente al nacer.
Natarajan tiene la esperanza de que su trabajo pueda contribuir a proteger a los niños contra estos problemas de salud de por vida.
«Como hemos visto durante la pandemia de COVID, si no está proactivo al tratar de mitigar los efectos de estos virus, las consecuencias pueden ser significativas», dijo. «Esperamos que si surgen brotes de Zika nuevamente en el futuro, podamos estar más preparados con estrategias que ayuden a las mujeres embarazadas».
Además de Natarajan y Pattnaik, los autores del artículo incluyen a Siddappa Byrareddy, profesor asociado de farmacología y neurociencia experimental y vicepresidente de investigación en el Centro Médico de la Universidad de Nebraska, y estudiantes graduados y becarios postdoctorales de Nebraska y UNMC. Philma Glora Muthuraj, estudiante de posgrado en el laboratorio de Natarajan, fue la primera autora del artículo.
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Un estudio descubre el origen de los defectos del neurodesarrollo del Zika Más información: Philma Glora Muthuraj et al. La infección por el virus Zika induce estrés en el retículo endoplásmico y apoptosis en los trofoblastos placentarios, Cell Death Discovery (2021). DOI: 10.1038/s41420-020-00379-8 Proporcionado por la Universidad de Nebraska-Lincoln Cita: El compuesto nutritivo se muestra prometedor para detener la transmisión del Zika de madre a feto (20 de abril de 2021) consultado el 30 de agosto de 2022 en https://medicalxpress.com/news/2021-04-nutrient-compound-halting-mother-to-fetus-zikatransmission.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.