El colesterol permite liberar el virus de la gripe a través de la membrana celular del huésped

Los nuevos hallazgos no tienen ninguna implicación directa para la vacuna o el tratamiento de la gripe

El Médico Interactivo | 23 - noviembre - 2017 10:45 am

Después de que un virus de la gripe infecta una célula huésped y secuestra su funcionamiento interno para crear copias de sí mismo, estas copias se juntan en brotes virales que se liberan de la célula anfitriona para infectar de nuevo. Un nuevo estudio del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), en Cambridge, Massachusetts, Estados Unidos, proporciona la imagen más clara hasta el momento de cómo los brotes se separan de la membrana de la célula huésped.

Usando una técnica llamada espectroscopia de resonancia magnética nuclear (RMN) en estado sólido, el equipo del MIT descubrió que dos moléculas de colesterol se unen a una proteína de la gripe llamada M2 para separar los brotes virales de su huésped. La configuración molecular crea una forma de cuña exagerada dentro de la membrana celular que curva y estrecha el cuello del virus en ciernes hasta que se rompe el pedículo.

Aunque la investigación previa había demostrado que la acción de M2 durante la gemación dependía de las concentraciones de colesterol en la membrana celular, el nuevo trabajo –que se publica en ‘Proceedings of the National Academy of Sciences’— demuestra el papel exacto que juega el colesterol en la liberación del virus.

Y aunque el equipo se centró en una proteína de la gripe en su estudio, creen que con este enfoque que han desarrollado, se puede “aplicar esta técnica a muchas proteínas de membrana”, dice el autor principal del artículo, Mei Hong, profesora de Química del MIT.

La proteína precursora amiloide y alfa-sinucleína, implicadas en la enfermedad de Alzheimer y la patología de Parkinson, respectivamente, se encuentran entre las proteínas que pasan al menos algunas de sus vidas dentro de las membranas celulares, que contienen colesterol en sus capas grasas, dice Hong.

Una herramienta para estudiar la estructura de proteínas que se une al colesterol

“Alrededor del 30 por ciento de las proteínas codificadas por el genoma humano están asociadas a la membrana celular, por lo que estamos hablando de muchas interacciones directas e indirectas con el colesterol –señala–. Y ahora tenemos una herramienta para estudiar la estructura de proteínas que se une al colesterol”.

Las primeras imágenes y los estudios experimentales mostraron que la proteína M2 de la gripe era necesaria para la gemación viral, y que la gemación funcionaba mejor en las membranas celulares que contenían una concentración específica de colesterol. “Pero teníamos curiosidad –relata Hong– sobre si las moléculas de colesterol realmente se unen o interactúan con M2. Aquí es donde entra en juego nuestra experiencia con la RMN de estado sólido”.

La RMN utiliza las propiedades magnéticas de los núcleos atómicos para revelar las estructuras de las moléculas que contienen esos núcleos. La técnica es especialmente adecuada para estudiar el colesterol, “que en general ha sido difícil de medir a nivel molecular porque es muy pequeño y dinámico, interactúa con muchas proteínas y la membrana celular donde lo observamos también es dinámico y está desordenado”, dice Hong.

La técnica de RMN permitió a Hong y sus colegas localizar el colesterol en su entorno natural en la membrana, donde también está la proteína M2 en su entorno natural. Luego, el equipo pudo medir la distancia entre los átomos de colesterol y los átomos en la proteína M2 para determinar cómo las moléculas de colesterol se unen a M2, así como la orientación del colesterol dentro de las capas de la membrana celular.

El colesterol no se distribuye uniformemente en toda la membrana celular: hay “balsas” enriquecidas con colesterol junto con áreas menos enriquecidas. La proteína M2 tiende a ubicarse en el límite entre las áreas de balsa y no balsa en la membrana, donde el virus incipiente se puede enriquecer con colesterol para construir su envoltura viral.

La configuración que Hong y sus colegas observaron en el cuello en ciernes –dos moléculas de colesterol unidas a M2– crea una forma de cuña significativa dentro de la capa interna de la membrana celular. La cuña produce una curvatura en forma de silla de montar en el cuello en ciernes que se necesita para cortar la membrana y liberar el virus.

Los nuevos hallazgos no tienen ninguna implicación directa para la vacuna o el tratamiento de la gripe, aunque podrían inspirar nuevas investigaciones sobre cómo prevenir la aparición de brotes virales, plantea Hong.