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26 de noviembre de 2011

Investigadores hallan el compuesto que mata al VIH



La investigación llevada a cabo entre la Texas A&M University y el Instituto de investigación Scripps ha dado con el mayor avance hasta la fecha contra la enfermedad. Un compuesto preventivo para el VIH, el virus causante del SIDA, que mata el virus nada más entrar en contacto con él sin que éste pueda defenderse.

Ha sido la doctora Zhilei Chen y su equipo de investigadores los que dieron con el compuesto conocido como PD 404,182, compuesto sintético que rompe el virus causante de la enfermedad antes de que pueda infectar a las células. Así lo contaba la misma Chen:

Este es un virus compuesto de pequeñas moléculas, lo que significa que tiene la capacidad de matar a un virus, en este caso al virus VIH. Básicamente, actúa rompiendo el virus abierto. Hemos encontrado que cuando el VIH entra en contacto con este compuesto, se rompe y pierde su material genético. En cierto sentido, el virus se disuelve, y su ARN se expone. Puesto que el ARN es muy inestable, una vez que se expone se diluye rápido y el virus se vuelve no infeccioso.

Es decir, que el compuesto actúa rápidamente desgarrando al virus antes de que este se pueda inyectar en el material genético de una célula humana. Quizá y con todo, lo más importante de las palabras de la investigadora es que el compuesto consigue penetrar sobre el virus de manera que este no puede alterar sus proteínas para reforzar su resistencia, dato que hasta ahora hacía del VIH difícil de tratar. Según Chen:

Creemos que este compuesto no está trabajando sobre la proteína viral del virus, sino en algo más común, en un material celular del virus. Debido a que este compuesto actúa sobre un componente que no está codificado por el virus, le es difícil al propio virus desarrollar algún tipo de resistencia contra el compuesto.

Hay que aclarar que la investigación no es un cura para el VIH sino una cura preventiva. Los investigadores lo van a tratar como gel tópico que se podría aplicar en el canal vaginal:

Lo hemos probado en el flujo vaginal y no ha resultado eficaz, en cambio, en forma de gel vaginal el compuesto puede actuar como barrera, actúa de forma casi instantánea para destruir el virus antes de que pueda infectar una célula evitando así la transmisión del VIH de una persona a otra.

Sorprendente hallazgo que se dio de manera fortuita. Chen y el grupo de investigadores no tenían la intención de descubrir la prevención del VIH. El equipo se encontraba llevando a cabo una serie de pruebas de detección de las moléculas para su uso en terapias farmatológicas dirigidas al virus de la hepatitis C. De la investigación surgió el PD 404,182.

Sea como fuere, la investigación ha dado posiblemente con uno de los grandes avances en los últimos años. Los mejores tratamientos de la enfermedad han conseguido que el número de muertes se haya reducido a unos niveles tremendamente bajos, aún así y según la ONU, sólo en el 2010 unas 34 millones de personas eran portadoras del VIH.

Como suele ocurrir en este tipo de investigaciones y antes de convertirse en un tipo de fármaco, el hallazgo dará paso a una serie de pruebas exhaustivas en animales para asegurarse de que el compuesto es seguro en humanos.

Fuente:

Alt1040

12 de octubre de 2011

La belleza de la bestia (el virus VIH)

Arquitectura de la cápside del VIH maduro. (a) Modelo de la cápside, (b) estructura del hexámero formado por los dominios CA de la proteína Gag y (c) ampliación de la zona recuadrada en (a), para mostrar la geometría hexamérica. Tomado de Yeager, 2011

En el mundo de los virus abundan estructuras de una belleza y armonía difíciles de igualar en la naturaleza. Algunas de las cápsides que protegen a los virus y envuelven el material genético, presentan una morfología que se asemeja a la forma cristalina de algunos minerales que llamamos piedras preciosas. Esas cápsides están formadas por proteínas denominadas capsómeros, las cuales se asocian y se ensamblan siguiendo una estructura particular para cada grupo de virus.

El virus VIH es un retrovirus con una cápside cónica que ya describí en el artículo que titulé Viajando al corazón del VIH. El conocimiento de las proteínas internas del virus, así como el mecanismo de ensamblaje de las mismas durante el proceso infectivo, es importante ya que puede permitir el desarrollo de drogas que bloqueen ese paso fundamental en el ciclo vital del VIH.

El VIH posee una envuelta, la cápside proteica aparece rodeada de una membrana, pertenece a esa clase de virus que al salir de la célula toma una parte de la membrana plasmática de la célula huésped a la que añade proteínas del propio virus. En este caso la envuelta queda rodeada por unas 10 unidades de proteína Env víricas (figura 1).

Figura 1: Organización de las partículas inmaduras y maduras del VIH. (a) Estructura tridimensional de la proteína Gag. Cada dominio aparece de un color, que se emplea para detallar su posición en los esquemas de la derecha. Modelos esquemáticos de la forma inmadura (b) y madura (c) de los viriones. Imágenes de formas inmaduras (d) y maduras (e) del VIH obtenidas por crioelectromicroscopía electrónica. Tomado de Yeager y col., 2011

El ensamblaje de la cápside lo lleva a cabo la proteína Gag del VIH, la cual se basta para formar partículas no infecciosas (llamadas VLPs) y que han sido empleadas en ingeniería genética y terapia génica, tal y como mostraré en otro artículo. Gag es una proteína muy compleja, siendo ortóloga de otras proteínas de la cápside de retrovirus tales como el Mo-MLV, responsable de la leucemia de ratón, o MPMV de monos.

Figura 2: (a) Morfología de las cápsides de los retrovirus obtenidas por microscopía electrónica, virus Mo-MLV (izquierda), MPMV (centro) y HIV-1 (derecha). (b) Modelos correspondientes a la geometría de las cápsides donde se repite una estructura hexagonal formada por la subunidad CA de la proteína Gag. Tomado de Yeager y col., 2011

La proteína Gag es muy compleja, posee varios dominios, de los que destacan el dominio MA que queda unido a la cara interna de la membrana plasmática, CA, que forma parte de la cápside y NC que interacciona con el RNA del interior de la cápsidera (Fig 1). En el interior de la envuelta quedan encerradas proteínas víricas, tanto las que forman parte estructural de la cápside como aquellas que son necesarias para la maduración de ésta (por ejemplo la proteasa) o implicadas en la replicación del material genético (retrotranscriptasa) y de integrarlo en el genoma de la célula huésped (integrasa), así como el RNA, dos moléculas de cadena sencilla de cerca de 10.000 nucleótidos de longitud cada una. Además también se empaquetan proteínas celulares como la actina o la ciclifilina A, cuya función en la replicación del virus aún es desconocida.

El virus sale de la célula como partícula no infectiva, llamado virión inmaduro (figura 1), que posee la proteína Gag intacta. El paso de partícula a inmadura a madura requiere la separación en dominios de la proteína Gag por ruptura endoproteolítica catalizada por la proteasa vírica. Tras esa ruptura los dominios se reorganizan (ver figura 1) para formar la partícula madura que ya es infectiva.

Diversas técnicas han permitido establecer la morfología de la cápside del VIH. Para ello se ha empleado la cristalización del dominio CA de la proteína Gag, resolución de la estructura tridimensional por rayos X y modelado molecular con una resolución de 1.5-3.5 Å, criomicroscopía electrónica (cryoEM), una técnica de microscopía electrónica que permite una resolución de 9-20 Å de la partícula completa, así como reconstrucción “in vitro” de la cápside del virus (Figura 3).

Figura 3: Resumen del conjunto de técnicas que han conseguido establecer el modelo estructural de la cápside del VIH. Tomado de Yeager y col., 2011

Esto ha sido posible a que por una parte se ha podido monitorizar y seguir mediante microscopía electrónica el ciclo vital del virus, tal y como se observa en la figura 4.

Figura 4: Maduración del VIH. (b) Ilustración esquemática del proceso de maduración indicando el destino de cada uno de los dominios de la proteína Gag, y (b) imágenes correspondientes a cortes ultrafinos de particulas de VIH observadas por crio-microscopía electrónica, correspondientes a cada una de las etapas modeladas en (b). Código de colores: la subunidad MA de Gag en rojo, la CA en negro y la NC en verde. Tomado de Briggs y col., 2011

Además el gen gag VIH ha sido clonado y expresado en Escherichia coli lo que ha permitido obtener suficiente cantidad para cristalizarla y realizar estudios estructurales. En varios de esos estudios se ha podido comprobar la capacidad de multimerizar de la proteína “in vitro” formando estructuras circulares similares a las que aparecen en los virus inmaduros observados “in vivo” (Gross y col. 1998).

En resumen, se ha determinado las características estructurales del VIH mostrándonos que, al igual que otros virus presentan una geometría compleja no exenta de belleza.

Referencias:

- Morikawa y col. (2004) Journal of Biological Chemistry 279:3194-31972
- Briggs, J.A.G. (2011) Journal of Molecular Biology 410:491-500
- Yeager, M. (2011) Journal of Molecular Biology 410: 534-552
- Gross, I. Y col. (1998) Journal of Virology 72: 4798-4810

Fuente:

La Ciencia y sus Demonios

14 de septiembre de 2011

Gatos fluorescentes que resisten al SIDA

Investigadores de la Clínica Mayo crean unos felinos genéticamente modificados que emiten un resplandor verde y tienen proteínas de mono que combaten el virus.

Gatos fluorescentes que resisten el sida

Clínica Mayo
Un gato modificado genéticamente para ser inmune al sida felino

Investigadores de la Clínica Mayo en Minnesota (EE.UU.) han conseguido modificar genéticamente gatos comunes para que sean inmunes al virus que causa el sida felino, muy parecido al que sufren los humanos. Los animales recibieron un gen que impide el desarrollo de la enfermedad en los monos macaco Rhesus y, para poder seguir su desarrollo, también se les insertó otro gen de medusa que hace que los gatos brillen con un espectacular color verde. El estudio, que aparece publicado en la edición online de la revista Nature Methods, puede ayudar en el futuro a investigar nuevas terapias contra el VIH y otras enfermedades.

El virus de la inmunodeficiencia felina (FIV) causa un síndrome similar al sida en los gatos como el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) lo hace en las personas: por el agotamiento del cuerpo contra la infección de células T. Las versiones felinas y humanas de las proteínas clave que potencialmente defenderían a los mamíferos contra la invasión de virus - denominados factores de restricción - no resultan eficaces, y los individuos afectados enferman gravemente.

El equipo de Mayo de médicos, virólogos, veterinarios e investigadores de terapias génicas, junto a sus colaboradores en Japón, trató de imitar la forma en la que la evolución da lugar, normalmente durante muy largos períodos de tiempo, a versiones de proteínas protectoras contra el sida. Para conseguirlo, los científicos diseñaron una forma de insertar proteínas de los monos que sí resultan eficaces y que se ha demostrado protegen al animal, en el genoma del gato.

Crías también protegidas

La técnica se denomina transgénesis lentiviral dirigida a los gametos. Esencialmente, se basa en la inserción de genes en ovocitos felinos antes de la fecundación. Para tener éxito con ella, por primera vez en un carnívoro, el equipo insertó un gen de factor de restricción de macaco Rhesus, gen conocido por bloquear la infección celular por FIV, así como un gen de medusa con fines de seguimiento. Este último hace que los gatos brillen. El factor de restricción de los macacos, TRIMCyp, bloquea el ataque del sida felino. El método para insertar genes en el genoma del felino es muy eficiente, por lo que prácticamente todas las crías de gato heredan los genes. Los gatos con los genes de protección están creciendo y han parido gatitos cuyas células producen las proteínas. Esto demuestra que los genes insertados se mantienen activos en las generaciones sucesivas y supone toda una esperanza.

«Esta investigación biomédica puede beneficiar la salud humana y felina», dice Eric Poeschla, biólogo molecular y director del estudio. «Los resultados pueden ayudar a los gatos tanto como a las personas». El doctor Poeschla trata a pacientes con VIH e investiga cómo el virus se replica. El sida ha matado a más de 30 millones de personas, aunque menos conocido es el dato de que millones de gatos también sufren y mueren a causa del sida felino cada año.

Dado que el proyecto involucra la introducción de genes que puedan proteger contra los virus de las especies, el conocimiento y la tecnología que esta técnica producirá con el tiempo podría ayudar a la conservación de especies de felinos silvestres, de las cuales 36 están en peligro de extinción.

Fuente:

ABC Ciencia

25 de febrero de 2011

El VIH como no lo has visto nunca


En la imagen podéis ver el modelo en 3-D más detallado hasta la fecha del temible virus HIV, responsable del SIDA. La imagen ha ganado el primer premio para ilustraciones de la edición 2010 del concurso internacional del Reto de Visualización de Ciencia e Ingeniería, organizado por la N.S.F. y la revista Science.

El concurso trata de encontrar formas gráficas llamativas y estimulantes de hacer llegar la ciencia al gran público.

La imagen ganadora se la debemos a un equipo dirigido por el ruso Ivan Konstantinov, que analizó datos publicados en más de un centenar de revistas científicas para digitalizar el HIV del modo más verídico posible. El corte triangular muestra como el virus se integra en la célula para convertirse en una factoría de virus.

Lo vi en National Geographic. No os perdáis el resto de imágenes premiadas, algunas se podrían colgar en el salón de tu casa y pasarían por obras pictóricas.

Fuente:

Maikelnais Blog

2 de febrero de 2011

Crean una vacuna terapéutica para combatir el sida

En el Hospital Clínic de Barcelona-IDIBAPS han creado la primera vacuna terapéutica eficaz contra el sida que, si bien no cura la enfermedad, puede evitar que los tratamientos antirretrovirales duren toda la vida.

En concreto, el equipo de investigación Enfermedades infecciosas y SIDA, encabezado por Josep Maria Gatell, ha desarrollado un modelo de vacuna terapéutica personalizada elaborada a partir de células dendríticas de cada paciente, que fueron sensibilizadas en el laboratorio contra una forma activada de su propio virus. A pesar de que los resultados muestran el descenso en la carga viral sigue siendo insuficiente, esta vacuna terapéutica es la primera que logra una respuesta significativa en la mayoría de los pacientes. La revista Journal of Infectious Diseases ha publicado este estudio, que ha contado con la colaboración internacional de equipos de la Université Pierre et Marie Curie de París/INSERM (Francia) y del National Institute of Cancer de Maryland (EE UU).

Un total de 24 pacientes participaron en este ensayo clínico doble ciego, la mitad de los cuales configuraron el grupo control y no recibieron la vacuna. Ninguno de ellos había recibido tratamiento antirretroviral y para entrar en el estudio tenían que mantener en sangre una buena carga de linfocitos T (>450 por mm3). Se administraron 3 dosis de vacunas personalizadas, con una separación de 2 semanas entre cada una de ellas. Al cabo de 24 semanas se comprobó que en la mayoría de los pacientes se había producido un descenso significativo en la carga viral. Este descenso fue muy importante en algunos de ellos, si bien en ningún caso se logró que el virus fuese indetectable.

Aún así se trata de una mejora muy importante respecto a iniciativas anteriores que lograron con una vacuna muy similar, una modesta respuesta en el 30% de los pacientes tratados. Ninguna vacuna terapéutica había logrado hasta ahora los niveles de respuesta alcanzados en este estudio.

Fuente:

Muy Interesante

13 de enero de 2011

Cinco analogías históricas entre la sífilis y el SIDA

La historia del SIDA y su tratamiento, así como la aparición de personas que afirman que la causa de esta enfermedad no un virus, recuerdan la situación de la sífilis a principios del siglo XX. Para mostrar esa analogía tomemos nuestra máquina del tiempo virtual y retrocedamos a principios del siglo XX, época en la que los microbiólogos tenían pocas herramientas para combatir las infecciones.

1. Las causas de la sífilis y del SIDA
. La sífilis es una enfermedad producida por una bacteria del grupo de las espiroquetas denominada Treponema pallidum, mientras que el SIDA está producido por un retrovirus denominado VIH. En la actualidad algunas personas opinan que el SIDA no está producido por el VIH; pero a principios del siglo XX también había científicos que se oponían a una causa infecciosa para la sífilis. La sífilis tiene como principal mecanismo de transmisión la vía sexual, aunque también se puede producir contagio desde úlceras de la piel infectadas, de madre a hijo o por vía sanguínea. La bacteria que produce la enfermedad es muy difícil de cultivar “in vitro”, y por ello no se consiguió su aislamiento hasta la primera década del siglo XX. Sin embargo no todos aceptaron esa explicación, algunos apuntaban a déficit del sistema inmune provocado por las migraciones, o a la urbanización como causa de la enfermedad. Los llamados “higienistas”, que mostraban una clara oposición a las tesis de Pasteur y Koch no aceptaron las conclusiones de los microbiólogos, que habían observado bajo el microscopio a la bacteria. En cierto modo recuerdan a los negacionistas del virus VIH, que niegan de su existencia, pese a que éste sea uno de los organismos más estudiados y analizados por la ciencia.

2. El estigma de la sífilis y el SIDA han jugado en contra del combate de ambas enfermedades. El puritanismo campante en muchas sociedades, que mantienen valores morales anclados en posiciones anticuadas, han generado un ambiente en el que se han ligado esas enfermedades con el pecado, convirtiendo a sus afectados en apestados y señalados por la justicia divina. Esto ha ayudado muy poco a entender ambas enfermedades y a apoyar a los que la sufren. Si a esto unimos que tanto la sífilis como el SIDA son dos enfermedades que se dan con frecuencia en grupos de homosexuales que mantienen un elevado número de parejas, entonces tenemos los componentes perfectos para generar un peligroso “cocktail” de prejuicios.

Lea el artículo completo en:

La ciencia y sus demonios

2 de septiembre de 2010

Financiaciones innovadoras: ya es tiempo de actuar

"Para responder a las necesidades mundiales de desarrollo, debemos movilizar medios financieros duraderos, previsibles y complementarios de ayuda pública al desarrollo tradicional"

Paquistaníes afectados por las inundaciones tratan de coger alimentos durante un reparto de ayuda humanitaria.- AP

¿Acaso conocen ustedes las realidades del mundo actual? Mil millones de personas no tienen acceso al agua potable; mil millones de personas sufre de hambre; cerca de un millón de personas muere cada año de paludismo; 1,3 millones, de tuberculosis; dos millones, de SIDA, y la pobreza impide a aproximadamente 72 millones de niños ir a la escuela y aprovechar el potencial que tienen.

Para terminar con estos desequilibrios, las Naciones Unidas fijaron los Objetivos del Milenio para el Desarrollo (OMD) que la comunidad internacional debe alcanzar para antes de 2015. Para responder a las necesidades mundiales de desarrollo, debemos movilizar medios financieros duraderos, previsibles y complementarios de ayuda pública al desarrollo tradicional. Ante la urgencia, debemos actuar.

Las financiaciones innovadoras ya existen: el impuesto sobre los boletos de avión, que financia el acceso a tratamientos médicos básicos, a través del Fondo UNITAID; la iniciativa IFFim (Facilidad Financiera Internacional para la Inmunización) que permite movilizar, a corto plazo, fondos garantizados por los Estados para financiar campañas de vacunación masivas (GAVI: Alianza Global de Vacunación e Inmunización). Estos mecanismos, que permiten luchar contra las tres grandes pandemias (VIH/SIDA, tuberculosis y paludismo), ya han dado resultados notables. Otros mecanismos, como contribuciones voluntarias -bajo forma de donaciones de particulares, consumidores y empresas- pueden también permitir la movilización de recursos.

La Conferencia de Doha de noviembre de 2008 había hecho un llamado al mundo para "cambiar de escala" en materia de financiaciones innovadoras para el desarrollo: ahora estamos en posibilidad de experimentar estos nuevos instrumentos, con base en actividades mundializadas; se trata de financiaciones fundadas en una amplia base imponible y que podrían -a través de una contribución ínfima y repetida sobre numerosas operaciones- cambiar la escala de la esperanza, si su uso se coordina bien.

En septiembre, estaremos presentes en la Cumbre de Naciones Unidas sobre los Objetivos del Milenio para el Desarrollo, a fin de convencer acerca del interés de las financiaciones innovadoras, cuyo éxito ya ha permitido recaudar más de 3.000 millones de dólares desde 2006.

Esta movilización a favor de las financiaciones innovadoras para el desarrollo, que Francia promueve desde sus comienzos, debemos llevarla ahora al escenario político internacional, junto con los 60 Estados miembros del Grupo Piloto, bajo la Presidencia de Japón -quien organizará en diciembre la VIII reunión plenaria- y junto con la presidencia belga de la Unión Europea- que decidió inscribir este tema en el orden del día del Consejo Europeo.

Lea el artículo completo en:

El País Sociedad

20 de agosto de 2010

La estructura del VIH es distinta en sangre y semen

Un estudio indica que el virus puede modificarse en el tracto seminal

El hallazgo podría ayudar a explicar mejor el proceso de transmisión del virus




La idea de que la estructura del virus que causa el sida podría variar en función del compartimento del cuerpo en el que se encuentra se ha sospechado desde hace tiempo. Una investigación publicada en '
PLoS Patogens' revela que así sucede en algunos pacientes, una particularidad que ayudará a comprender mejor el proceso de transmisión del VIH.
"El virus en el tracto seminal puede ser diferente por dos razones: primero, porque puede adaptarse a este ambiente y, como resultado, crece mejor aquí que los virus de la sangre; segundo, porque los virus que se replican en este tracto se aíslan mucho de la población sanguínea y pueden volverse distintos por casualidad", explica a ELMUNDO.es Ronald Swanstrom, del Centro para la Investigación del Sida de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill (EEUU).

Aunque aún "no sabemos cuál de estas dos posibilidades explica que la población [del VIH] del semen sea diferente", continúa el autor, su análisis del gen que codifica la proteína Env del VIH (que forma la superficie del virus y es
clave en la infección) demuestra que así sucede en algunos varones seropositivos.

Una nueva pieza del puzle

El contacto sexual es la principal vía de infección del virus del sida. En la mayor parte de los casos, es el hombre el que lo transmite. Por eso, averiguar cómo es el VIH en el tracto genital masculino es "crucial para comprender el fenómeno de la transmisión y la naturaleza del virus que se propaga", indica el trabajo.

Si los cambios observados por Swanstrom y sus colegas influyen o no en cómo se transmite el
VIH es algo que "aún no sabemos", explica el investigador, "es muy pronto para especular". Pero "podemos decir que mirando simplemente al virus en la sangre obtenemos una fotografía incompleta del donante masculino en la transmisión", añade.



Con la constatación de este proceso de compartimentación del VIH, "queda claro que el virus de la sangre no representa siempre el que está presente en el momento del contagio", señala el autor. "Necesitamos determinar si tiene alguna propiedad especial a la hora de invadir las células del huésped", concluye.


Fuente:

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