El aumento de temperatura desencadena una infección viral: los estudios lo demuestran a nivel atómico

Científicos de la Universidad de Lund, junto con colegas del centro de sincrotrón NIST de EE. UU., comprobaron a nivel atómico lo que sucede en la partícula del virus cuando aumenta la temperatura.

Los virus carecen de metabolismo propio y de la capacidad de replicarse de forma independiente; dependen completamente de la célula huésped para multiplicarse. El virus secuestra la maquinaria interna de la célula infectada y produce nuevas partículas virales que luego se liberan y se propagan para infectar otras células. El trabajo fue publicado en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

A medida que aumenta la temperatura, el material genético del virus cambia de forma y densidad, volviéndose más fluido, lo que conduce a su rápida entrada en la célula.

– dice Alex Evilevitch, investigador de la Universidad de Lund que dirigió el estudio

En la mayoría de los casos, el material genético del virus, el ADN, está encerrado en una capa proteica protectora llamada cápside. Un grupo de investigación de la Universidad de Lund está trabajando para comprender el proceso mediante el cual el virus expulsa su material genético de la cápside a las células y qué desencadena la liberación de ADN viral. Todo empezó con un estudio publicado en 2014, en el que científicos de la Universidad de Lund observaron que bajo la influencia de una temperatura de infección de unos 37 grados centígrados se produce un cambio repentino en el material genético del virus.

Cuanto más subíamos la temperatura, más rígido se volvía el ADN del virus. Y entonces, de repente, a la temperatura de la infección, algo sucedió. Era como si no quedara ADN en la partícula del virus: la rigidez había desaparecido.

– dice Alex Evilevitch, profesor de biología celular en la Universidad de Lund

¿Puede un cambio en la temperatura ambiente afectar la propagación del ADN del virus? El estudio generó mucho interés en la comunidad investigadora, pero detallar lo sucedido fue un desafío que requirió mucho tiempo. En un modelo experimental, los investigadores examinaron lo que sucedía cuando los virus fagos (virus que atacan a las bacterias) eran expuestos a un aumento de temperatura.

Observar cómo se ve el ADN en una partícula de virus no es algo que se pueda hacer en un abrir y cerrar de ojos. Su material genético es delicado y difícil de obtener imágenes, y los virus fagos son muy pequeños, unas diez veces más pequeños que una célula bacteriana. Sin embargo, finalmente pudimos utilizar luz de neutrones para obtener imágenes de la estructura del ADN del virus fago y su densidad dentro de la cápside y ver cómo cambian a diferentes temperaturas.

Evilevitch

En el último estudio, los científicos han demostrado que la temperatura ambiente juega un papel clave cuando la cápside se abre y el “ADN explota” y entra en la célula. La célula se infecta, lo que permite que las partículas del virus fago se dividan y se propaguen a las células bacterianas vecinas. “También observamos que el cambio en la estructura del ADN está directamente relacionado con la eficacia del virus para infectar la célula huésped”, comentó Evilevitch.

El interés de los investigadores en comprender mejor cómo funcionan la cápside y el ADN del virus se debe en parte a comprender cómo el ADN y el ARN pueden empaquetarse en volúmenes tan increíblemente pequeños y cómo pueden inyectarse tan rápidamente en una célula durante la infección.

Esto nos da una mejor comprensión de la rapidez con la que el ADN puede salir de un virus y entrar en una célula, y puede desempeñar un papel en la activación y desactivación del virus, un principio fundamental en el desarrollo de nuevos antivirales. Esto también puede tener implicaciones sobre cómo se empaquetan los ácidos nucleicos con fines de terapia génica.

Evilevich dijo

Por tanto, ¿se pueden interpretar las conclusiones del estudio de que el aumento de la temperatura corporal aumenta el riesgo de propagación de infecciones?

Los resultados del estudio así lo indican. La estructura del material genético del virus y sus propiedades mecánicas cambian ya cuando la temperatura corporal aumenta a 37 grados. También vemos que el aumento de las temperaturas afecta la velocidad a la que se propaga el virus. Sin embargo, hasta ahora sólo lo hemos demostrado en cultivos celulares en nuestro laboratorio, y se necesitan futuros estudios que tengan en cuenta otros factores que influyen en el curso de la infección, como la respuesta inmune.

Evilevich dijo

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fuente: Actas de la Academia Nacional de Ciencias | Phys.org