Un grupo de investigadores mexicanos observó y documentó que algunas proteínas virales del dengue se encuentran presentes en el núcleo de las células infectadas y que el virus induce cambios en la estructura del núcleo celular.

El hallazgo es de gran relevancia porque hasta ahora se sabía por la literatura científica que las proteínas virales NS1 y NS3 se localizan fuera del núcleo, en el citoplasma —retículo endoplásmico—, y no se había documentado su presencia dentro del núcleo ni los cambios en su estructura.

“A través de microscopía electrónica de transmisión y microscopía confocal —inmunofluorescencia—, identificamos que algunas de las proteínas que participan en el ciclo de replicación del virus del dengue se encuentran dentro del núcleo; se trata de la proteína C de la cápside del virus y las proteínas no estructurales NS1, NS3 y NS5”, explicó José Manuel Reyes Ruiz, estudiante de doctorado en infectómica y patogénesis molecular en el Centro de Investigación y de Estudios Avanzados (Cinvestav) del Instituto Politécnico Nacional (IPN).

José Manuel Reyes Ruiz.En entrevista exclusiva con la Agencia Informativa Conacyt, el joven investigador que trabaja bajo la tutela de la doctora Rosa María del Ángel —y que también es becario del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt)—, precisó que ya existían algunos reportes de la presencia de las proteínas virales C y NS5 en el núcleo celular; no obstante, su trabajo es el primero en reportar NS1 y NS3.

Asimismo, el grupo de investigación del que forma parte es el primero en reportar a nivel mundial que ante la presencia de esas proteínas la estructura del núcleo se remodela, y dichos resultados le valieron, junto al también estudiante de doctorado en infectómica y patogénesis molecular del Cinvestav Juan Fidel Osuna Ramos, ser publicados en la portada de la revista indexada Virology en su volumen 515 del mes de febrero de 2018.

“Nosotros somos los primeros en observar que el virus provoca la formación de estructuras nucleares similares a hebras que nombramos strand-like structures (Ss). Estos resultados en su conjunto permiten comprender la interacción virus-célula huésped y la capacidad del virus para modelar la estructura del núcleo celular. Esperamos que en un futuro este hallazgo sea considerado al plantear estrategias que permitan detener la multiplicación del virus del dengue”.

Tras los pasos de las proteínas virales

El primer paso consistió en aplicar la técnica de microscopía confocal —inmunofluorescencia— es decir, marcar proteínas para definir dónde están presentes. “Lo que hacemos es usar un anticuerpo —proteína con capacidad de unirse con alta especificidad a una macromolécula— para detectar la proteína de interés; después ese anticuerpo interacciona con otro anticuerpo acoplado a una molécula con la capacidad de fluorescer. Al reaccionar este complemento en la célula fijada, la fluorescencia se activa solo en aquellas zonas donde está presente la proteína que buscamos”.

Noé Farfán, José Manuel Reyes, Doctora Rosa María del Ángel y Juan Fidel Osuna de izquierda a derecha.Fue así como el equipo identificó la presencia de las proteínas virales C, NS1, NS3 y NS5 dentro del núcleo celular y el siguiente paso radicó en confirmar el resultado a través de microscopía inmunoelectrónica, la cual sustituye el fluoróforo por partículas de oro coloidal para marcar la proteína de interés mediante un haz de electrones. “En esta técnica, cuando el anticuerpo que contiene la partícula de oro se acopla al anticuerpo dirigido a la proteína de interés, puede detectarse la señal de las partículas de oro, indicando la posición de la proteína en la célula”.

Como parte interesante de esos experimentos que estaban orientados exclusivamente a definir dónde se encontraban las proteínas virales, fue que identificaron las modificaciones al núcleo celular de las células infectadas con virus del dengue. Ante ello, se abrió una nueva etapa de trabajo para documentar qué tanto se repetía el fenómeno.

“En esta fase del proyecto y con base en múltiples repeticiones del experimento observamos que de 200 células, 26 presentaban ese tipo de estructuras y que se trataba de aquellas que se encontraban infectadas por el virus. Esto lo sabemos porque las células con las modificaciones en el núcleo presentaban también las estructuras que usa el virus para multiplicarse —complejos de replicación”.

Entendiendo las nuevas estructuras reportadas

Al comenzar el estudio de las modificaciones en el núcleo celular, el equipo de investigadores se percató de otro fenómeno particular, el cual consiste en la presencia de la proteína NS5 sobre las estructuras en forma de hebras —strand-like structures—que se forman en el núcleo de la célula infectada, mientras que el resto de las proteínas C, NS1 y NS3 se mantienen cerca y a sus alrededores pero no sobre ellas.

Además, observaron que tienen características de filamentos que se entrelazan para adquirir una forma helicoidal, constituyendo estructuras similares a cadenas con un tamaño de 200 a 900 nanómetros y 40 nanómetros de diámetro. También notaron la interacción de dos o tres de estas estructuras nucleares para formar estructuras de mayor complejidad.

“Debido a que la proteína NS5 tiene afinidad por los ácidos nucleicos, tenemos la hipótesis de que estas estructuras que se forman en las células infectadas están compuestas por ácidos nucleicos, es decir, ADN más la proteína viral y proteínas celulares”.

En ello radica la tarea pendiente, en definir si se trata de estructuras que además de NS5 están compuestas por ácidos nucleicos y proteínas celulares, y definir cuáles son con exactitud. “Los resultados que logramos publicar son solo la primera parte del proyecto, falta determinar qué conforma estas estructuras; definir la interacción existente entre las proteínas virales y celulares y el ADN; describir el transporte de entrada y salida de las proteínas virales al núcleo celular; y analizar el papel que juegan las proteínas virales en el núcleo de las células infectadas”.

Fuente: Agencia Conacyt