Los investigadores han desarrollado el primer sistema en tiempo real para observar directamente a través del microscopio cómo las partículas de virus similares al Ébola se fusionan con las células humanas para infectarlas. Sus hallazgos, publicados en mBio , una revista en línea de acceso abierto de la Sociedad Estadounidense de Microbiología, revela proteínas clave de células huésped y virales que dirigen la fusión y la infección por Ébola. Tal conocimiento es crucial para diseñar futuros medicamentos o vacunas para prevenir esta enfermedad mortal.
"La epidemia de ébola 2014-2015 causó una emergencia de salud regional en África occidental, destrozando la infraestructura de salud allí y causando más de 11,000 muertes", dice Kartik Chandran, profesor asociado de microbiología e inmunología en el Colegio de Medicina Albert Einstein en Bronx,Nueva York. "Pero no sabemos cuándo y dónde ocurrirá el próximo brote. Existe una gran necesidad de tratamientos que protejan contra el Ébola y los virus relacionados".
El laboratorio de Chandran estudia las primeras etapas de la infección por Ébola: cómo el virus ingresa a las células por primera vez, se requiere que haga más copias de sí mismo. Al igual que otros virus, el Ébola ha evolucionado para convencer a las células de engullirlo y entregarlo al 'patio de reciclaje'de la célula, el endosoma. Esta vía endosómica normalmente descompone las cosas para absorber y reciclar sus componentes, pero el virus del Ébola secuestra las funciones de la vía para infiltrarse en las células.
Dirigido por la investigadora posdoctoral Jennifer Spence, el equipo de Chandran diseñó un sistema para observar en tiempo real y rastrear el paso inicial de la infección. En esta etapa, el virus Ébola, envuelto en su propia membrana, se fusiona con la membrana del compartimento endosómico de la célula para liberar elgenes del virus en el funcionamiento interno de la célula. "Este paso de entrada completo es rico en objetivos para desarrollar tratamientos antivirales", explica Chandran.
Los investigadores diseñaron un virus similar al Ébola que contenía un tinte fluorescente especial autoextinguible en su membrana. Cuando las membranas virales se mezclaron con la membrana celular sin etiquetar durante la fusión, el tinte se iluminó, permitiendo a los investigadores monitorear los eventos de fusión directamente.
Usando este sistema, Spence y Chandran mostraron que una proteína celular específica, llamada NPC1, debe interactuar directamente con la glucoproteína del Ébola para que se produzca la fusión. También descubrieron que el cóctel de anticuerpos ZMappTM, utilizado para combatir las infecciones por el Ébola en la última epidemia- funciona bloqueando las primeras etapas de fusión. Finalmente, identificaron el compartimento celular específico donde comienza la fusión, y mostraron que la fusión completa también requiere otras proteínas celulares, llamadas proteasas de catepsina, en una etapa posterior.
"Esta es la primera vez que podemos seguir con firmeza el inicio de la fusión del Ébola en tiempo real, y nos permitirá ver aún más aspectos del proceso y los factores celulares involucrados en el futuro", dice Spence. Los investigadoresTambién aprendí que un porcentaje muy bajo, solo el 10%, de partículas virales inicia la fusión.
En última instancia, al equipo de Chandran le gustaría reconstruir todo el proceso de infección por Ébola en el laboratorio, incluido el evento de fusión final que libera el genoma viral de ARN en la célula. Identificar los enlaces más vulnerables en ese proceso les daría a los desarrolladores de fármacos las mejores moléculas paraapunte con medicamentos o vacunas. "Nuestro trabajo muestra que evitar que el virus se una a NPC1 sería una excelente manera de bloquear la infección por Ébola", dice.
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Materiales proporcionado por Sociedad Americana de Microbiología . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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