Una investigación publicada en Nature Communications descubre que la forma en que se perciben los virus en términos de su arquitectura necesitará una nueva clasificación, ya que en realidad están estructurados en muchos más patrones de lo que se entendía hasta ahora.
Los hallazgos podrían tener un impacto significativo en nuestra comprensión sobre cómo se clasifican, cómo se forman, evolucionan e infectan a los huéspedes, y estrategias para identificar formas de diseñar vacunas para atacarlos.
En los años cincuenta y sesenta del siglo pasado, cuando los científicos comenzaron a obtener imágenes de virus de alta resolución, descubrieron la estructura detallada de la cápside, una capa protectora externa compuesta de múltiples copias de la misma proteína, que protege el material genético del virus.
La mayoría de los virus tienen cápsides que son típicamente cuasi esféricas y muestran simetría icosaédrica como, por ejemplo, un dado de veinte lados.
La cubierta de la cápside es lo que los protege y, cuando los científicos descubrieron su estructura, propusieron que las cápsides podrían tener diferentes tamaños y contener diferentes cantidades de genoma. Por lo tanto, podrían infectar a los huéspedes de manera diferente. Pero al diseñar fármacos para atacar virus hay que tener en cuenta sus diversas formas estructurales para mejorar la eficacia.
Errores y nueva clasificación estructural de los virus
Dos investigadores que estudian las estructuras de los virus, Antoni Luque, biofísico teórico de la Universidad estatal de San Diego que trabaja en el Instituto de Información Viral, y Reidun Twarock, biólogo matemático de la Universidad británica de York, demuestran que muchos virus se clasificaron erróneamente durante sesenta años. Entre ellos, los virus del herpes simplex y el zika.
Luque explica que «descubrimos seis nuevas formas en las que las proteínas pueden organizarse para formar cáscaras de cápside icosaédricas. Por lo tanto, muchos virus no adoptan solo las dos arquitecturas de cápside ampliamente entendidas. Ahora hay, al menos, ocho formas en que podrían diseñarse sus cápsides icosaédricas«.
Este estudio también muestra que los virus que forman parte del mismo linaje estructural, basados en la proteína de la que están compuestos, adoptan diseños de cápside icosaédrica, proporcionando un nuevo enfoque para estudiar la evolución del virus.
Con esta nueva información, los biólogos estructurales ahora podrán establecer una nueva clasificación de la estructura de los virus, lo que ayudará a revelar las relaciones moleculares y evolutivas entre los diferentes virus.
Vacunas antivirales más específicas
También proporcionará una guía para diseñar nuevos contenedores moleculares para aplicaciones de nanotecnología y biotecnología, y ayudará a los científicos a identificar estrategias específicas para atacar el ensamblaje de proteínas en la cápside. Eventualmente, puede conducir a un enfoque más sistemático para desarrollar vacunas antivirales.
«Podemos usar este descubrimiento para apuntar tanto al ensamblaje como a la estabilidad de la cápside, ya sea para prevenir la formación del virus cuando infecta la célula huésped o para romperla después de que se forme”, aclara Luque. Esto podría facilitar la caracterización e identificación de objetivos antivirales para virus que comparten el mismo diseño icosaédrico.
Desde la década de 1960, estas cápsides virales se clasificaron utilizando el marco geométrico introducido por el biólogo estructural Donald Caspar y el biofísico Aaron Klug, que se inspiraron en las cúpulas geodésicas diseñadas por el famoso arquitecto R. Buckminster Fuller.
Sin embargo, a medida que las técnicas de imagen molecular avanzaron, un número cada vez mayor de reconstrucciones de la cápside viral en 3D, como el herpes o el zika, se desprendieron de este marco geométrico clásico.
