Los investigadores han determinado la estructura de un anticuerpo humano unido al virus Zika, revelando detalles sobre cómo el anticuerpo interfiere con el mecanismo de infección, hallazgos que podrían ayudar en el desarrollo de medicamentos antivirales.
Los nuevos hallazgos también sugieren que el anticuerpo podría ser especialmente efectivo porque se necesita una concentración más baja de lo esperado para inhibir un mecanismo clave de infección, haciéndolo más potente que los anticuerpos estudiados previamente. La investigación fue realizada por un equipo de la Universidad de Purdue, VanderbiltUniversity Medical Center y la Washington University School of Medicine.
El anticuerpo humano fue aislado por los investigadores de Vanderbilt y la Universidad de Washington, quienes informaron sus hallazgos a principios de este año. Esos hallazgos mostraron que el anticuerpo, que fue aislado de una persona previamente infectada con el virus Zika, neutraliza las cepas de Zika que pertenecen a África,Linajes asiáticos y estadounidenses y es capaz de reducir la infección fetal y la muerte en ratones.
"Sin embargo, hasta ahora lo que seguía siendo desconocido era el mecanismo de neutralización de la infección por Zika por el anticuerpo y la base estructural para la neutralización", dijo Michael Rossmann, profesor distinguido de ciencias biológicas Hanley de Purdue.
Los hallazgos se informan hoy 16 de marzo en la revista Comunicaciones de la naturaleza .
El equipo de investigación fue dirigido por Rossmann y Richard Kuhn, ambos profesores del Departamento de Ciencias Biológicas de Purdue, y el científico posdoctoral S. Saif Hasan. La investigación para aislar el anticuerpo fue dirigida por James E. Crowe Jr., profesor de pediatría, patología, microbiología e inmunología en Vanderbilt, y Michael S. Diamond, el profesor Herbert S. Gasser en la Universidad de Washington.
El zika pertenece a una familia de virus llamados flavivirus, que incluye el dengue, el Nilo Occidental, la fiebre amarilla, la encefalitis japonesa y los virus encefalíticos transmitidos por garrapatas.
En los nuevos hallazgos, los investigadores determinaron la estructura tridimensional combinada del virus Zika mientras se unía a un sitio de unión clave en el anticuerpo conocido como el fragmento de unión al antígeno, o una molécula Fab.
"Tiene potencial para ser un anticuerpo humano neutralizante terapéutico", dijo Kuhn, director del Instituto Purdue de Inflamación, Inmunología y Enfermedades Infecciosas PI4D.
El genoma del virus Zika está alojado dentro de una cubierta protectora que incluye 60 unidades repetitivas, cada una de las cuales contiene tres proteínas de envoltura, o proteínas E. A medida que el virus se une a la membrana externa de la célula huésped, existe una diferencia de pH o acidez en ella membrana hace que estos "trímeros" expongan los "péptidos de fusión", lo que lleva a la transferencia del genoma viral de ARN, un paso crítico para la infección. Los nuevos hallazgos muestran que la unión del anticuerpo al Zika inhibe este mecanismo desencadenante del pH, neutralizando el virus mediante "reticulando "las proteínas E, atándolas y evitando su reorganización en trímeros" fusogénicos ".
"Esta hipótesis está respaldada por ensayos de neutralización previos y posteriores a la infección por Zika, que muestran que el anticuerpo puede inhibir significativamente la infección", dijo Rossmann. "Este enfoque debería proporcionar una protección de amplio rango contra prácticamente todas las cepas de Zika".
Además, considerando que la superficie del Zika está hecha de 60 copias de tres proteínas E, se esperaría que se necesitaran 180 copias de las moléculas Fab del anticuerpo para la neutralización.
"Sin embargo, un anticuerpo se une a seis proteínas E, por lo que solo se necesitan 30", dijo Hasan. "Por lo tanto, no se necesita una alta concentración de anticuerpos para lograr la neutralización".
Los hallazgos ayudarán principalmente en el desarrollo de medicamentos antivirales, pero también ayudarán a los investigadores a identificar sitios importantes en el virus para que se enganchen los anticuerpos humanos, lo que podría ser útil en el desarrollo de vacunas en el futuro, dijo Kuhn.
Los investigadores determinaron la estructura a una resolución de 6.2 Ångstroms utilizando una técnica llamada microscopía crioelectrónica.
El virus Zika se ha asociado con un defecto de nacimiento llamado microcefalia que causa daño cerebral y una cabeza anormalmente pequeña en bebés nacidos de madres infectadas durante el embarazo. El virus también se ha asociado con la enfermedad autoinmune, síndrome de Guillain-Barré, que puede provocara parálisis temporal.
"Dada la gravedad de los síntomas causados por la infección por Zika en humanos, es crucial comprender la respuesta inmune provocada por la infección para desarrollar terapias neutralizantes contra el Zika", dijo Rossmann. "En contraste con otros flavivirus que se transmiten principalmentepor insectos, la evidencia reciente sugiere que el Zika puede transmitirse sexualmente y de madre a hijo además de la transmisión por mosquitos ".
El primer brote importante del virus Zika se registró en 2007 en Micronesia y luego en 2013-14 en Oceanía. El último brote, que comenzó en Brasil en 2014-15, se ha extendido a otros países de América del Sur, América del Norte yEl Caribe: se informaron cuatro casos de deformidades fetales en diciembre de 2016 en la ciudad de Nueva York.
Un video de YouTube está disponible en http://youtu.be/DQast8epdOw .
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Purdue . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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