Las moléculas a base de grasa son clave para la infección por el virus del Zika
Un detective de enfermedades capacitado por los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC, por sus siglas en inglés) realiza una investigación de un caso de Zika en una comunidad de Guinea-Bissau. Crédito: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC)
Ciertas moléculas a base de grasa necesarias para la infección por el virus del Zika en las células humanas podrían proporcionar pistas sobre por qué el virus infecta principalmente el tejido cerebral, en particular en un feto en desarrollo o un recién nacido.
Investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía de EE. UU. ayudaron a sus colegas de la Universidad de Ciencias y Salud de Oregón (OHSU) a identificar los esfingolípidos como cruciales para la replicación del virus del Zika en las células humanas. Los lípidos son moléculas «oleosas» que son componentes cruciales de muchas estructuras celulares, incluidas las membranas celulares.
Actualmente no existe tratamiento ni vacuna para el virus del Zika. Sin embargo, las moléculas que modulan la producción celular de esos lípidos podrían ser objetivos para desarrollar un medicamento potencial para la infección por Zika, dijeron los investigadores. El 21 de julio se publicó un artículo que describe el trabajo en Nature Communications.
El mecanismo molecular de la enfermedad causada por el Zika sigue siendo un misterio
En 2015 y 2016, un brote del virus del Zika se propagó por el norte , Centro y Sudamérica. Los mosquitos portan el virus y lo transmiten cuando pican a los humanos. Las mujeres embarazadas son particularmente vulnerables a la infección por Zika; el virus puede viajar al feto e infectar las células nerviosas, causando anomalías congénitas y retrasos en el desarrollo de los recién nacidos.
Para comprender mejor qué hace que el Zika sea patógeno, los investigadores están trabajando para aprender todo lo que puedan sobre cómo el virus del Zika interactúa con células humanas Sin embargo, sigue siendo un misterio cómo exactamente el virus del Zika causa la enfermedad en las células nerviosas en desarrollo.
La infección por el Zika altera el metabolismo de los lípidos celulares
Al estudiar cómo las partículas del virus del Zika interactúan con las células huésped, los investigadores han ya identificó cambios genéticos en células infectadas con Zika y identificó proteínas específicas que el virus usa para replicarse.
Sin embargo, los investigadores todavía están aprendiendo cómo la infección por Zika altera la composición molecular de las células. Los lípidos son componentes de particular interés en este caso porque son una colección diversa de moléculas que forman las membranas celulares. Algunos virus no pueden producir todos los lípidos que necesitan para la replicación, por lo que también obtienen lípidos de las células huésped.
En esta micrografía electrónica de transmisión se muestran partículas del virus del Zika (de color rojo digitalmente). Crédito: Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades
Fikadu Tafesse, microbiólogo de OHSU, pensó que estudiar los lípidos involucrados en la infección por Zika también podría proporcionar más información sobre por qué el virus infecta el tejido cerebral. En comparación con otros órganos, el cerebro tiene un alto contenido de lípidos, ya que las cubiertas ricas en lípidos alrededor de las células nerviosas ayudan a que las señales viajen rápidamente por el cerebro. ¿Quizás el virus infecta las células nerviosas porque hay componentes moleculares clave para su replicación?
Para saber cómo cambiaban los componentes lipídicos de una célula durante la infección por el Zika, Tafesse infectó células hepáticas humanas con el virus del Zika y se puso en contacto con colegas del PNNL para analizar lípidos extraídos de las células. Los investigadores del PNNL, dirigidos por la científica biomédica Jennifer Kyle, utilizaron espectrometría de masas para medir 340 lípidos diferentes de células infectadas y no infectadas. Notaron cambios en varios tipos diferentes de lípidos extraídos 24 o 48 horas después de la infección, lo que indica que la infección alteró la producción de lípidos celulares. Ninguna de las muestras que manejaron los investigadores del PNNL contenía el virus.
Los esfingolípidos se destacan en el análisis de lipidómica
Luego, los investigadores analizaron lípidos extraídos de células hepáticas humanas expuestas a una sola proteína del virus zika Notaron cambios similares en los patrones de lípidos a las muestras de células infectadas con el virus completo. Curiosamente, solo un tipo de lípido, la ceramida, se elevó en ambos experimentos.
La ceramida es parte de una clase de lípidos llamados esfingolípidos. Cuando los investigadores trataron las células del hígado y el cerebro humanos con una molécula que bloquea la producción celular de esfingolípidos, observaron una cantidad significativamente reducida de replicación del virus. A partir de esos resultados, los investigadores concluyeron que se requieren esfingolípidos para la replicación viral. Y con más experimentos, identificaron un paso particular en el proceso celular de producción de esfingolípidos que influyó en la replicación viral.
«Al mapear el diagrama de cableado de las conexiones entre la replicación viral y el metabolismo de los esfingolípidos en las células humanas, podemos identificar lugares cruciales en las líneas de producción de lípidos celulares que podrían explotarse para prevenir la infección por el virus Zika», dijo Tafesse.
Los objetivos para el desarrollo potencial de fármacos, una vez identificados, incluyen proteínas virales que inducen la producción de esfingolípidos en células humanas. Las proteínas humanas involucradas en la producción de esfingolípidos también podrían ser candidatas para el desarrollo de fármacos, si se puede fabricar un fármaco para retardar la replicación viral sin dañar demasiado el metabolismo humano normal, dijo.
Este trabajo es parte de una colaboración continua entre PNNL y OHSU llamada Precision Medicine Innovation Co-Laboratory, o PMedIC. En esta colaboración, los investigadores combinan información sobre patrones a gran escala en genes, proteínas y moléculas pequeñas en células con información de imágenes médicas. El resultado es una comprensión multifacética de la enfermedad desde el nivel molecular hasta el médico. Esta comprensión puede ayudar a los científicos médicos a comprender mejor cómo ocurre la enfermedad o desarrollar tratamientos personalizados.
«Esta investigación muestra cómo la experiencia en PNNL y OHSU se complementan entre sí», dijo Kyle de PNNL, quien trabajó en este análisis de lipidómica. «Tenemos herramientas para un análisis biológico profundo que ayuda a los investigadores de OHSU a avanzar en sus estudios de los mecanismos de las enfermedades».
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Los investigadores descubren cómo el virus Zika remodela su célula huésped para impulsar la producción viral Más información: Hans C. Leier et al. Un mapa global de lípidos define una red esencial para la replicación del virus Zika, Nature Communications (2020). DOI: 10.1038/s41467-020-17433-9 Información del diario: Nature Communications
Proporcionado por el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico Cita: Las moléculas a base de grasa son clave para el Zika infección por virus (31 de julio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-07-fat-based-molecules-key-zika-virus.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.