Investigación sobre rota-virus ayuda en la búsqueda de fármacos contra la gastroenteritis

Premio Nacional de Medicina 2005

Por segunda vez consecutiva un equipo de investigación dirigido por el profesor Carlos Arturo Guerrero obtiene el reconocimiento de la Academia Nacional de Medicina

Con la generosidad que lo ha caracterizado hacia este periódico, el profesor Guerrero nos presenta un resumen del trabajo titulado Determinación de la función de la proteína VP6 y los péptidos (280-297) de VP6 y (530-559) de VP4 en la entrada de Rotavirus, adelantado por su equipo de investigación del Laboratorio de Biología Molecular de virus, en el Departamento de Ciencias Fisiológicas de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional de Colombia, conformado, además, por Diego F. Gualtero, Fanny Guzmán, Luz S. Rodríguez y Orlando Acosta L.

Los rota-virus son, a nivel mundial, el principal agente etiológico de la gastroenteritis (vómito y diarrea) en niños menores de cinco años, ocasionando cada año 352.000 a 592.000 muertes. En general afectan a todos los mamíferos y aves, incluidos los animales de interés económico como los porcinos, los bovinos y las aves.

En la actualidad se proponen dos vacunas con las cuales se está tratando a la población; hay que esperar para ver su eficiencia cuando su aplicación sea masiva, pues ya Kapikian et al.,ç1996, desarrolló a “RotaShield”, una vacuna tetravelente basada en RRV (rota-virus aislado de mono). Esta vacuna fue aceptada por la FDA para rutinas de inmunización en niños en Estados Unidos en 1998; aunque los resultados obtenidos durante los ensayos clínicos fueron alentadores, se presentó un efecto secundario adverso, la intu-suscepción u obstrucción intestinal, lo que provocó la suspensión inmediata de su administración.

Los rota-virus al microscopio electrónico semejan una rueda dentada, de ahí su nombre. Para poder combatir una infección microbiana es necesario conocer las moléculas del virus y las de la célula hospedera que participan en la unión y en el proceso que conduce a la penetración del virus a la célula. Este conocimiento facilita el diseñar vacunas o posibles tratamientos que interrumpan la unión virus-célula, o el proceso infeccioso. Por trabajos previos del autor del presente trabajo, junto con investigadores australianos se presentaron varias proteínas celulares como candidatas a receptores. El siguiente paso ha sido determinar que regiones del virus son las que se unen con los receptores propuestos. Esto último fue lo que procuramos investigar en el laboratorio de la Facultad de Medicina de la Universidad Nacional.

Para lo que partimos de un nuevo concepto teórico y práctico consistente en que las proteínas se unen entre sí por regiones específicas. Algo semejante a lo descubierto en el DNA, la molécula de la herencia, donde están los genes, compuesta por cuatro bases denominadas Timina (T), Adenina (A), Guanina (G) y Citosina (C), y donde A siempre está con T y C con G. Al parecer, en las proteínas los aminoácidos también manejan un lenguaje parecido, aunque más complejo. En este caso una proteína, compuesta por aminoácidos, posee regiones cortas (3 hasta 50 aminoácidos) cuya secuencia se une siempre con otra. En el caso del DNA, T siempre se unirá con A, esté en un virus, una bacteria, una mosca o un humano.

Al parecer, sucede lo mismo con las proteínas: una secuencia corta de aminoácidos siempre se unirá con la misma, no importa en qué organismo se exprese. Estos hechos apoyan la teoría de la evolución propuesta por Darwin. Conocimiento que nos permitió hacer una búsqueda, guiados por un programa de computador (Clustal X), para conocer qué secuencia de aminoácidos —sin importar la proteína ni el organismo— se une con una de las proteínas celulares propuestas.

Encontramos alrededor de 60 secuencias en aproximadamente 40 proteínas diferentes de distintos organismos. El programa explora cada secuencia y las ordena, señalando los aminoácidos que son comunes en todas las secuencias. Cuando se tiene la secuencia que con más frecuencia se asocia al receptor celular, se compara dicha secuencia con las del virus.
Aquella región del virus donde hay más coincidencia con la secuencia que sugiere el programa, es, teóricamente, un sitio probable de unión de dicha proteína viral al receptor celular.

Luego viene la fase de comprobar si la secuencia hallada en teoría en el virus, en la realidad se une al receptor celular. Para esto se sintetiza la secuencia de aminoácidos en el laboratorio y se mezcla con la proteína receptora que procede de la célula. Si se unen, indica que se va por buen camino. Después se mezcla la proteína receptora con el virus, junto con la secuencia sintetizada y si ésta impide la unión con el virus, sugiere, fuertemente, que dicha secuencia es usada por el virus para unirse con el receptor.

Otras pruebas incluyen agregar la secuencia hecha en el laboratorio a un cultivo celular para que ésta se una al receptor y luego se agrega el virus para ver si la secuencia sintética compite con el virus por el receptor. Igualmente se inocula la secuencia sintética a un animal para que éste desarrolle anticuerpos contra la secuencia.

Luego se agregan estos anticuerpos, al cultivo celular junto con el virus, y si impiden la infección, sugiere nuevamente que esa secuencia es utilizada por el virus para unirse con el receptor e infectar. Mediante estas técnicas descritas encontramos dos regiones del virus que probablemente están siendo utilizadas para unirse al receptor celular. Este trabajo contribuye al conocimiento que hay a nivel mundial sobre el mecanismo que utiliza el rota-virus para infectar la célula, específicamente, cuales dominios de las proteínas virales, lo cual es muy importante para poder emprender estudios de fármacos que inhiban la infección.

Con base en estos resultados y trabajos adicionales que actualmente se desarrollan en nuestro laboratorio, hemos iniciado un tamizaje de fármacos que bloqueen la infección y sirvan como potencial tratamiento para la gastroenteritis causada por rotavirus. Esta investigación se está preparando para su publicación en revistas internacionales específicas del campo. Por este trabajo el grupo mereció el Premio Nacional de Medicina, 2005, que otorga la Academia Nacional de Medicina.

En la actualidad, se adelantan tres trabajos de tesis doctórales bajo mi dirección, uno encaminado a determinar si los receptores descubiertos en las líneas celulares actúan como tal in vivo, en el enterícito del intestino delgado; otro, busca determinar las modificaciones que requiere el rota-virus para exponer sus proteínas y poder unirse con las proteínas de la célula, y un tercero, está ensayando fármacos que aparentemente inhiben la replicación del rota-virus en la célula y su posible aplicación humana.

*Profesor de microbiología en la facultad de Medicina de la UN.