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Quilo de Ciencia

El quilo, con “q” es el líquido formado en el duodeno (intestino delgado) por bilis, jugo pancreático y lípidos emulsionados resultado de la digestión de los alimentos ingeridos. En el podcast Quilo de Ciencia, realizado por el profesor Jorge Laborda, intentamos “digerir” para el oyente los kilos de ciencia que se generan cada semana y que se publican en las revistas especializadas de mayor impacto científico. Los temas son, por consiguiente variados, pero esperamos que siempre resulten interesantes, amenos, y, en todo caso, nunca indigestos.

Ministerio de Ciencia e Innovación

Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología

Universidad de Castilla - La Mancha

Un paso más contra el SIDA

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Creo que un magnífico ejemplo para comprender la dificultad de la investigación biomédica y lo mucho que aún desconocemos sobre los mecanismos moleculares de la vida lo proporcionan los virus, en particular el más estudiado de ellos y no por ello aún vencido: el virus de la inmunodeficiencia humana o VIH, causante de la enfermedad del SIDA.

El virus VIH posee un genoma de solo 9.719 letras y produce tan solo 15 proteínas. En comparación con los miles de millones de letras de los genomas de animales o plantas complejas, y las decenas de miles de proteínas que estos organismos generan, podemos decir que el virus VIH es un organismo bastante simple. Sin embargo, esta simplicidad es solo aparente. No conocemos aún todos los mecanismos moleculares que el virus emplea para evadir la acción del sistema inmune y para manipular a las células que infecta de modo que se dediquen a fabricar nuevos virus por encima de otras funciones que puedan realizar.

Y es que para maximizar su efectividad, parece hoy cada vez más claro que las proteínas que el virus VIH produce, desde el punto de vista de sus funciones, se parecen mucho a esas navajas suizas de múltiples usos, que igual te pelan una patata que te aprietan el tornillo que el vecino suele llevar suelto en la cabeza. Así, una sola proteína del virus es también multiusos y puede afectar a varios procesos celulares de manera que beneficie al virus en su objetivo reproductor.

Evidentemente, esta propiedad de las proteínas del virus hace más difícil que lleguemos a conocer todas las funciones que realizan. Para complicar aún más las cosas, es también conocido que las células poseen mecanismos de contrataque que intentan neutralizar las acciones de las proteínas del virus. Conocer cuáles son puede ser muy importante para potenciarlos y disminuir su capacidad infectiva.
Para averiguar la importancia que una proteína concreta posee para el virus, los investigadores pueden ahora eliminarla de su genoma, gracias a las modernas técnicas de biología molecular, y estudiar si el virus es capaz o no de reproducirse. Así, se ha comprobado que una de las proteínas muy importantes para la reproducción del virus VIH es la proteína llamada Nef. Entre sus varias funciones, Nef parece aumentar la infectividad. Los virus VIH carentes del gen Nef se reproducen mal, aunque en ocasiones el virus puede reproducirse sin problemas en determinadas células.

Señal de aviso

La razón de esta diferencia era desconocida, aunque es razonable suponer que las células en las que los virus VIH carentes de Nef se reproducen sin problemas deben carecer del mecanismo de contrataque contra esta proteína. Sin embargo, aquellas células en las que los virus VIH carentes de Nef se reproducen mal, deben poseer este mecanismo activo.

Para averiguar qué genes y proteínas celulares están implicadas en este mecanismo de resistencia al VIH, investigadores de la Universidad de Ginebra, en Suiza, eliminan el gen Nef del virus VIH e infectan con él varios tipos de células en el laboratorio. Como era de esperar, algunas células fueron mucho más resistentes al virus carente de Nef que otras.

Los investigadores realizaron entonces un análisis de los genes que las células tenían funcionando, en busca de alguno que funcionara mucho más intensamente en las células resistentes que en las sensibles al VIH. Gracias a nuevas técnicas estadísticas de comparación de los niveles de funcionamiento génico, que los propios investigadores desarrollan, estos son capaces de identificar un gen, llamado SERINC5, que produce elevados niveles de proteína. Esta proteína se localiza en la membrana exterior de las células, a la que atraviesa de adentro hacia afuera nueve veces.

Así pues, la función de la proteína producida por SERINC5 debe ser contrarrestada por Nef, lo que favorece la infectividad y reproducción del virus. Cuando SERINC5 no se encuentra, o se encuentra en poca cantidad, Nef no es necesario para que el virus infecte a las células.

¿Qué hace esta proteína para afectar la capacidad infectiva del virus?

Los investigadores explican que la función de la proteína se desarrolla en dos etapas. En la primera, el virus infecta a las células sin problemas. Cuando se han producido nuevos virus y estos salen de las células, se llevan consigo parte de la membrana de estas para construir sus propias membranas protectoras. En estas membranas, inevitablemente, los virus llevan consigo la proteína SERINC5 de la primera célula a la que infectaron.

Ahora, en una segunda etapa, los virus intentan infectar a nuevas células, pero en este caso la proteína SERINC5 actúa como una señal de alarma para estas células, y el virus no es capaz de infectarlas. Los estudios revelan que la proteína Nef del virus evita que SERINC5 se incorpore en la membrana vírica y emita esta señal de alarma, por lo que resulta crucial para que los virus VIH sigan infectando a las células. No obstante, los investigadores también desvelan que si la célula infectada posee una elevada cantidad de SERINC5 ni siquiera Nef puede evitar que esta se incorpore en la membrana vírica, lo que conduce a que la infección se detenga.

Estos descubrimientos, publicados en el último número de la revista Nature, indican que si fuera posible estimular el funcionamiento del gen SERINC5 en los pacientes de SIDA, junto con las terapias antirretrovirales de las que ya disponemos, tal vez pudiera detenerse por completo la reproducción del virus y llegar a curar la enfermedad. Esto, hoy, es solo una esperanza, pero si en este mundo hay esperanzas con fundamento, esas son las basadas en la ciencia.

Referencia:

Annachiara Rosa et al. (2015). HIV-1 Nef promotes infection by excluding SERINC5 from virion incorporation. Nature. http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature15399.html

Obras de divulgación de Jorge Laborda

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Quilo de Ciencia Volumen II. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen III. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen IV. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen V. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VI. Jorge Laborda
Quilo de Ciencia Volumen VII. Jorge Laborda

Circunstancias encadenadas. Ed. Lulu

Circunstancias encadenadas. Amazon

Una Luna, una civilización. Por qué la Luna nos dice que estamos solos en el Universo

One Moon one civilization why the Moon tells us we are alone in the universe

Adenio Fidelio

El embudo de la inteligencia y otros ensayos

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