Los científicos han sabido durante décadas que un virus de la gripe en un cuerpo humano puede ser muy diferente a los virus cultivados en un laboratorio. A diferencia de los virus uniformes, esféricos, de estilo de libro de texto en una placa de Petri, en los humanos varían en formay composición, particularmente la abundancia de ciertas proteínas, incluso si son genéticamente muy similares.
Sin embargo, ha sido difícil estudiar el número exacto y la ubicación de estas proteínas en cualquier virus individual. El método de referencia en biología celular implicaría unir una proteína fluorescente al área de interés; la luz facilita el áreaimagen y estudio.
Pero tratar de unir proteínas fluorescentes a las moléculas que forman un virus de la gripe es como tratar de poner a una tercera persona en una bicicleta tándem: simplemente no hay espacio. Las proteínas fluorescentes son aproximadamente del mismo tamaño que las proteínas de la gripe;La introducción de un elemento tan grande elimina el virus.
Un documento de Michael Vahey, profesor asistente en la Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de la Universidad de Washington en St. Louis y Daniel A. Fletcher, Purnendu Chatterjee, Cátedra en Ingeniería de Sistemas Biológicos y Cátedra de Bioingeniería en la Universidad de California, Berkeley,demuestra que las proteínas de la gripe se pueden etiquetar usando un método diferente. El proceso ya ha dado información que sugiere una ventaja como mínimo para tener tantos fenotipos de gripe, es decir, varias formas y configuraciones que se encuentran en partículas de gripe genéticamente idénticas.
El artículo fue publicado el 9 de noviembre en la revista Celda .
"¿En qué circunstancias es adaptativo y cómo?", Preguntó Vahey. "Este es un primer paso para comprender eso. Pero no es una imagen completa".
Para superar las dificultades de etiquetado, Vahey adaptó un método que normalmente se usa para etiquetar un área específica en una proteína llamada, apropiadamente, "etiquetado específico del sitio". En lugar de usar una proteína fluorescente, insertó secuencias cinco-hasta 10 aminoácidos de largo en las proteínas que forman el virus de la influenza A. Este es el virus de la gripe más común y también el más peligroso para los humanos.
Después de insertar estas secuencias cortas, introdujo enzimas y pequeñas cantidades de colorantes fluorescentes. Estas enzimas toman diferentes moléculas de colorante y las conectan a las proteínas virales modificadas, lo que les da a los investigadores la capacidad de ver proteínas individuales sin interrumpir cómo ellas o el virusellos componen - funciones.
De particular interés para los investigadores son las proteínas hemaglutinina HA y neuraminidasa NA. HA es responsable de permitir que un virus de la gripe se una a una célula y NA es responsable de desacoplar el virus de la célula para que pueda continuarinfectar a otros. Aquí es de donde provienen las designaciones como H1N1 o H3N2; la superficie del virus tiene diferentes tipos de HA y NA a los que se hace referencia mediante números específicos o subtipos.
"Una vez que tengamos la capacidad de etiquetar virus individuales, podemos visualizarlos y cuantificar la cantidad de cada proteína que tienen por partícula, y cuál es el tamaño de esa partícula", dijo Vahey.
La utilización del etiquetado específico del sitio supera un desafío de larga data en el estudio de los virus de la gripe. Ahora que podían analizarlo con más detalle, Vahey y Fletcher decidieron hacer exactamente eso, preparando un experimento que podría ayudarlos a comprender siLa variación observada en los virus de la gripe individuales podría ser adaptativa, ayudando al virus a propagar la infección.
Los investigadores estudiaron los virus individuales de la gripe liberados de las células, algunos de los cuales fueron tratados con una sustancia que impide que NA haga su trabajo, liberando el virus de una célula. Así es como funciona el medicamento antiviral Tamiflu. Si el virus no puede liberarsedesde la célula, no se puede propagar y reproducir.
Luego compararon las partículas de virus que pudieron separarse de las células no tratadas con las que pudieron separarse de las células tratadas con el inhibidor de NA.
Conexión: una forma en que la gripe puede saltar
Has oído hablar de la gripe aviar y la gripe porcina. Esto se debe a que la influenza es zoonótica, se puede transferir de un animal a otro. La naturaleza heterogénea del virus puede ayudarlo a hacer esto.
"Normalmente, el receptor al que se une el virus no es idéntico, digamos un pájaro y un humano", dijo Michael Vahey, profesor asistente en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas, pero el virus de la gripe se une a receptores casi como Velcro ". Allíson muchos ganchos diferentes, cuanto más tenga, más difícil será despegarlo ". En el caso de la influenza, los" ganchos "son hemaglutinina HA.
Es posible que un virus de gripe animal variante con un alto número de HA se pueda unir con éxito a una célula humana, creando nuevas formas de hacer que los humanos se sientan miserables con la gripe.
"Lo que descubrimos es que los virus que son más pequeños o tienen más NA son más resistentes al inhibidor de NA", dijo Vahey. "Es más probable que puedan desprenderse de una célula que ha sido desafiada con Tamiflu."Luego podrían infectar más células".
Los resultados sugieren que estas dos variaciones, ser más pequeñas que el promedio o tener más NA, podrían ser beneficiosas para un virus que se encontró en una persona que había sido tratada con Tamiflu. Es un ejemplo de cómo tener mucha diversidadentre virus individuales podría ser ventajoso.
Por otro lado, los virus con más HA, o que son más grandes, pueden unirse más fuertemente a las células. "Bajo cualquier circunstancia particular, podría ser beneficioso estar en cualquier lugar dentro de ese rango", dijo Vahey. "En el caso deTratamiento con Tamiflu, está inhibiendo la NA de tal manera que los virus que tienen más NA y que también son más pequeños ahora tienen un poco más de ventaja ".
En términos más generales, Vahey dijo: "Si tiene un entorno que está cambiando rápidamente con el tiempo, si dependía de adaptaciones genéticas, podría tener algunos problemas, porque las mutaciones tardan cierto tiempo en acumularse".Pero la diversidad fenotípica genera cambios relativamente rápido. Cada vez que un virus se replica, la próxima generación muestra una gran cantidad de variaciones, algunas de las cuales pueden ser adecuadas para el entorno en el que se encuentra.
En el futuro, la importancia del fenotipo puede tener implicaciones para el desarrollo de nuevas vacunas contra la gripe. "Normalmente, en el desarrollo de una vacuna contra la gripe, le preocupa cómo los cambios genéticos en el virus pueden reducir la efectividad de la vacuna,"Dijo Vahey." Esto podría ser una consideración adicional, cómo la variación en el fenotipo viral puede contribuir ".
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Materiales proporcionado por Universidad de Washington en St. Louis . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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