Los virus son agentes infecciosos que causan múltiples enfermedades, algunas de las cuales ponen en grave riesgo la vida de los enfermos. Muchos de esos virus tienen una estructura muy simple, básicamente se componen de un material genético, con pocos genes, protegido por una envoltura exterior de proteínas. Así son virus muy conocidos como el VIH, el Ébola o el Zika, y otros menos conocidos, pero mucho más comunes. Cuando los virus se encuentran con una célula, su capa exterior se fusiona con la membrana celular y abre una vía de entrada por la que inyecta su material genético. Posteriormente, el virus secuestra la maquinaria celular y la pone a su servicio para generar nuevos virus. Cuando el proceso de fabricación finaliza, las nuevas partículas víricas salen en busca de otras células a las que infectar.

En el laboratorio del Departamento de Bioquímica del University of Kentucky College of Medicine, en Estados Unidos, un grupo de investigadores, dirigido por Becky Dutch, anterior presidenta de la American Society of Virology, intenta comprender cómo es el proceso de fusión entre la cápsula del virus y la membrana celular en el momento de la infección, un proceso controlado por proteínas que también juegan un papel importante en la replicación y la salida al exterior, una vez creadas las nuevas partículas virales. Allí desarrolla su labor nuestro invitado en Hablando con Científicos, el investigador posdoctoral chileno Nicolás Cifuentes Muñoz.

En el grupo de investigación al que pertenece Nicolás Cifuentes se trabaja con virus de la familia de los paramixovirus, a este grupo pertenecen virus conocidos como el que provoca el sarampión o las paperas, y la familia de los neumovirus a los que pertenecen el virus respiratorio sincitial y metapneumovirus. El virus respiratorio sincitial es muy conocido porque, cada año, produce en el mundo más infecciones que la gripe. Es tan común que prácticamente la mayoría de los niños al llegar a los 2 años ya lo han sufrido en algún momento. En general causa una infección leve, típica del resfriado, pero a algunas personas, especialmente bebés, adultos mayores y personas con un sistema inmunitario muy débil puede causarles trastornos graves. El segundo de los virus que investiga Nicolás Cifuentes es el metapneumovirus humano (HMPV), un virus que se ha identificado recientemente y causa una enfermedad respiratoria severa en bebés y niños pequeños. Estos virus no suelen infectar solos, casi siempre van acompañados de otros de los más de 20 tipos que infectan las vías respiratorias. En conjunto, son los culpables de que, cada invierno, nuestro entorno se llene de toses, estornudos y efluvios nasales. La desventaja es que, en contra de lo que sucede con la gripe, no existe ninguna vacuna que nos pueda proteger de ellos.

Durante su estancia posdoctoral en la Universidad de Kentucky, Nicolás Cifuentes Muñoz estudia los mecanismos moleculares utilizados por los virus respiratorios para penetrar en las células. El epitelio respiratorio no es fácil de infectar, porque está cubierto de mucus, para lograr la infección, el virus debe llegar hasta las células y tiene que interactuar con ciertos receptores externos que tienen en la membrana para abrir una puerta de entrada. Una vez dentro, su objetivo es hacer copias de sí mismos. Las investigaciones realizadas por Cifuentes y sus colegas han permitido descubrir que, en el interior de las células, existen lugares concretos, llamados cuerpos de inclusión o de replicación, en los que los virus generan una verdadera fábrica donde se reproduce el material genético viral. Una vez que se generan suficientes copias del ARN del virus, éstas viajan hasta otros lugares de la célula donde tiene lugar el ensamblaje con las proteínas que envuelven al material genético y las glicoproteínas que se encargarán de facilitarle la entrada en otras células. Por último, el virus sale de la célula de, al menos, dos formas posibles. La primera, la más habitual, consiste en expulsar a través de la membrana, una a una, las partículas virales. La segunda, descubierta por el equipo de Cifuentes, consiste en la generación de túneles o pasadizos, que conectan a unas células con otras, por cuyo interior circulan los virus sin necesidad de ser liberados al ambiente.

Las células infectadas por el metaneumovirus no mueren inmediatamente, sobreviven durante varios días. Al final de ese periodo, la célula se desprende del epitelio respiratorio y queda libre, cuando el enfermo tose o estornuda, expulsa aerosoles cargados de estas células infectadas y con ellas contagian la enfermedad a otras personas.

Nicolás Cifuentes Muñoz, chileno, estudió en la Universidad de Santiago y en la Universidad Andrés Bello. Es actualmente investigador posdoctoral en el Department of Biochemistry, University of Kentucky College of Medicine en Lexington, Kentucky, Estados Unidos.

Referencias:
Cifuentes et al. Human Metapneumovirus Induces Formation of Inclusion Bodies for Efficient Genome Replication and Transcription.  Journal of Virology 91(24):JVI.01282-17 · October 2017

Nicolas Cifuentes-Muñoz

beckydutchlab, University of Kentucky College of Medicine