Mientras el país atraviesa uno de los brotes de dengue más importantes y con más mortalidad de los últimos años (por suerte, ahora en descenso), un equipo de la Fundación Instituto Leloir (FIL) y el Conicet liderado por Andrea Gamarnik, jefa del Laboratorio de Virología Molecular, da a conocer hoy un hallazgo inesperado, incluso para la propia investigadora que viene estudiando el virus desde hace más de 20 años y ya fue protagonista de otros avances resonantes: descubrieron un mecanismo hasta ahora no identificado que éste utiliza para inhibir la defensa natural de las células, también conocida como “inmunidad innata”.
“La primera batalla que entabla el virus no es con los anticuerpos, ni con los linfocitos T y otros componentes del sistema inmune –explica Gamarnik, reconocida tanto nacional, como internacionalmente–. Cuando un virus infecta, puede ingresar por una célula epitelial [las que recubren órganos y glándulas, o están en la superficie exterior del cuerpo], o por otra que no es una de las encargadas de desatar toda nuestra batería de respuesta antiviral. Lo primero que ocurre es que se ‘monta’ una respuesta innata, un sistema que ya está ahí y se activa frente a cualquier agente externo. Los anticuerpos tardan días o semanas en producirse, y son específicos para cada patógeno. Éste es un sistema inicial que si funciona, evita la infección. Lo que encontramos fue una proteína viral, llamada NS5, que inhibe esa respuesta”.
Como suele ocurrir en la ciencia orientada por la curiosidad, el trabajo, que empezó hace alrededor de una década, no fue a buscar específicamente lo que encontraron, sino que se planteó estudiar las interacciones entre las proteínas de los virus del dengue y las de la célula. Con la pandemia, todo el laboratorio se abocó exclusivamente al coronavirus y trabajó de lunes a lunes para desarrollar el primer kit de detección de anticuerpos contra el SARS-CoV-2, algo que lograron en 45 días, y después tuvieron participación protagónica en diferentes estudios que permitieron tomar decisiones sanitarias de alcance nacional. Pero el año pasado, Mora Gonzalez Ledesma, también investigadora del Laboratorio de Virología Molecular de la FIL y primera autora del estudio, que poco antes había sido mamá, retomó la tarea haciendo horarios extraños y turnándose con su pareja en el cuidado de la beba. “Fue un esfuerzo impresionante el que hizo Mora y lo sacamos adelante –cuenta Gamarnik–. Por casualidad, descubrimos algo que no esperábamos y es un mecanismo del virus para desactivar parte de la respuesta antiviral de la célula. Pero, además, junto con eso nos encontramos con que los cuatro serotipos de dengue lo hacen por caminos diferentes. Y [conocer] estas diferencias es crucial para diseñar buenas vacunas”.
El dengue viene en cuatro serotipos (DENV-1,2,3 y 4) que tienen diferentes propiedades e infectan de distinta manera. Pero a la hora de hacer las vacunas, cuando uno combina los cuatro, la respuesta de anticuerpos también es diferente para cada uno. “Como no conocemos las bases moleculares de esas diferencias, es difícil lograr una formulación equilibrada para que la respuesta sea [equivalente] contra los cuatro al mismo tiempo –detalla Gamarnik–. Lo que encontramos nos acerca a entender cuáles son esas diferencias y nos permite manipularlas para lograr formulaciones más equilibradas”.
En su estudio, los científicos encontraron miles de proteínas celulares que interactúan con las del dengue. Tras ir descartándolas y analizándolas, detectaron una (la llamada ERC1) que es responsable de la producción de citoquinas y otros procesos fundamentales para que la célula humana pueda defenderse del virus. También hallaron que como estos cuatro fueron evolucionando de forma diferente, los tipos 1, 2 y 3 tienen este mecanismo, pero el 4, no; con lo cual sería más susceptible de ser eliminado por la célula.
Es más, éste podría ser un mecanismo que también emplean otros virus. Ahora, los científicos están haciendo un estudio evolutivo de todos los flavivirus (los transmitidos por artrópodos y entre los que se encuentran alrededor de 40 patógenos conocidos que incluyen el del Zika, el de la fiebre amarilla, el del Nilo Occidental y otros que causan encefalitis) para ver si NS5, que está presente en todos ellos, evolucionó para desactivar procesos antivirales gatillados en la célula.
“Los flavivirus son como 100 –destaca Gamarnik–. Muchos, transmitidos por mosquitos, algunos por garrapatas y otros no sabemos cuál es el vector. Éste es un punto importante: cuando digo que un virus es transmitido por un mosquito o una garrapata, lo que significa es que tiene que multiplicarse en células humanas, pero también de mosquito y de garrapata. Y si infecta a otros animales (como aves o murciélagos), cuando ingresa a cada una de esas especies tiene que desactivar el sistema inmune propio de cada una”.
Con el estudio comparativo, en el que están trabajando con un gran equipo en el que participan bioinformáticos y especialistas en evolución, lo que intentan descubrir son mecanismos propios de cada especie. La hipótesis es que los virus que solamente infectan a mosquitos, pero no a mamíferos, deben haber perdido este mecanismo para desactivar el sistema humano o en ellos no debe haber evolucionado. Estos análisis les van a permitir identificar las partes de la proteína que fueron evolucionando para convivir con el humano y para desactivar sus sistemas antivirales. Y también, qué no tiene [esta proteína], qué no evolucionó aún o qué perdió para poder saltar de mosquito a humano.
Según explica Gamarnik, “esto no solo tiene que ver con la respuesta antiviral, sino también con el cuadro clínico. Porque en realidad lo que nos daña no es la presencia del virus, sino la ‘tormenta de citoquinas’ [pequeñas proteínas cruciales para desencadenar la respuesta inflamatoria], la respuesta exagerada del cuerpo”.
“El trabajo es sumamente interesante y hecho con gran delicadeza en las herramientas que utiliza para develar el mecanismo por el cual el virus logra la limitación de la respuesta inmunitaria de citoquinas –opina Daniela Hozbor, investigadora principal del Conicet en el Instituto de Biotecnología y Biología Molecular de La Plata–. Detecta la proteína involucrada, devela su acción y cómo evita la producción de citoquinas, lo que le hace al virus más fácil el proceso infeccioso. Incluso le mutan un aminoácido y se encuentran con que deja de limitar la respuesta inmunitaria. Es excelente, porque permiten pensar cómo podría hacerse una vacuna ‘a virus atenuado’. Trabajar con este tipo de mutantes podrían hacer que la respuesta al DENV-2 no se apague”.
Hozbor destaca que NS5 es una proteína que tiene muchas funciones, entre otras, limitar la producción de citoquinas; de modo que el virus, al debilitar la respuesta inmune, puede avanzar en el proceso infectivo. “Además de conocer cómo es la infección, podría tener impacto en el diseño de vacunas”, subraya.
Por su parte, el virólogo Mario Lozano, ex rector de la Universidad Nacional de Quilmes, explica que Gamarnik y equipo hallaron uno de los mecanismos por medio de los cuales los virus inhiben parte de la respuesta inmune. “Cuando entra cualquier cosa extraña al cuerpo –explica–, el primer proceso que se desencadena es la inflamación, que implica que salen células y agua de la sangre hacia los tejidos que están siendo atacados. En particular, glóbulos blancos (macrófagos), que intentan degradar lo que entró sin distinción de lo que haya sido. ‘Comen’ todo lo que encuentran. Pero, ese proceso inflamatorio que es bueno para el cuerpo, cuando es excesivo, puede inducir algún tipo de patología. Y por eso se habla de los problemas que generan algunos virus que inducen lo que se llama ‘tormenta de citoquinas’, que se produce cuando éstas se liberan en mayor cantidad o durante más tiempo del que se requiere, ya que el proceso inflamatorio tiene que ser breve para que no sea dañino. Es decir, que frenar la producción de citoquinas por parte de la célula es en principio beneficioso para el virus, porque evita que el organismo responda, pero a largo plazo podría ser positivo para el organismo. En este caso, los mecanismos que descubre el grupo de Andrea son los que el virus implementa para multiplicarse mejor, para evitar que el sistema inmune inicie la respuesta inflamatoria. Como esto cambia entre los distintos serotipos del dengue, ellos muestran que el tipo dos tiene un mecanismo adicional, que produce una respuesta más profunda en la inhibición de la producción de citoquinas. Y dicen que esto podría relacionarse con los problemas que genera en términos de patología, porque podría estar relacionado con la severidad de la segunda infección producida por el dengue serotipo 2 que suele generar más cuadros hemorrágicos. Y también lo correlacionan con la producción de vacunas. Se sabe que las que son a virus vivos atenuados funcionan bastante bien con dengue tipo uno, tres y cuatro, pero no tanto en la producción de anticuerpos contra el tipo dos. Entonces plantean que este mecanismo podría ser parte de esa falla en la respuesta. Todo eso hay que probarlo, por supuesto, pero esa es la hipótesis”.
Para Lozano, aunque éste es un mecanismo entre muchos, es muy interesante que un laboratorio argentino pueda desentrañar estos sistemas tan complejos. Por otro lado, se abre un camino nuevo para entender la patogénesis viral y para saber qué cosas tocar (en los genomas de los virus o en las partes que usamos) para hacer mejores vacunas.
En ese sentido, de aquí en más, los investigadores se proponen profundizar en las diferencias entre el DENV-2 y el 4 para poder manipularlos y lograr mejores respuestas a las vacunas. “Aunque desde el punto de vista de la virología sabíamos que existían diferencias, no conocíamos en detalle sus causas moleculares –afirma Gamarnik en un comunicado de la agencia de noticias CyTA-Leloir–. Y esa es una de las razones por las que es difícil hacer vacunas que generen buena inmunidad para los cuatro virus al mismo tiempo”.
“Es muy interesante lo que encontramos –concluye la científica–. A partir de estudios básicos rigurosos, uno genera información que nos permite avanzar en forma cualitativa más que cuantitativa. Nos permite ver cosas de las que no teníamos idea, mientras que si solamente vamos a buscar lo que pensamos que necesitamos, vamos a avanzar del primer casillero al tercero, pero eso no nos cambia el tablero. Creo que son los estudios básicos los que nos van a enseñar cómo lidiar con estos virus y nos van a dar respuestas a preguntas que no nos estamos haciendo, porque no sabemos aún cuáles son las barreras que hay para que un virus pase de una especie a otra”.
El descubrimiento, que se publica en Proceedings of the National Academy of Sciences (https://doi.org/10.1073/pnas.2220005120), tiene utilidad en vacunas ya aprobadas y por aprobar en los próximos meses. “Descubrimos qué parte de la proteína NS5 se necesita para desactivar este sistema antiviral. E identificamos en DENV-2 un solo aminoácido [una de las moléculas que forman una proteína] que si nosotros lo cambiamos, reemplazamos o mutamos, lo transformamos en un virus que se comporta como el serotipo cuatro, porque no puede desactivar ese sistema antiviral. Podríamos diseñar virus que no tengan esta capacidad, lo que los haría más vulnerables a la respuesta desatada después de la vacunación”.
El dengue es un enorme problema de salud pública. Más del 40% de la población mundial está en riesgo de contraerlo, y su gravedad está asociada precisamente con la producción aumentada de citoquinas proinflamatorias. Según el último boletín epidemiológico del Ministerio de Salud de la Nación, este año se registraron en el país 106.672 casos, con circulación predominante del serotipo 2 (81,37%).
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