La actual pandemia está impulsando la investigación mundial en vacunas (inyectables, nasales, orales) como nunca antes se había conocido. Ahora, un grupo de investigadores suecos de la Universidad de Umeå, al estudiar el adenovirus entérico, ha allanado el camino para lograr un preparado contra este peligroso desencadenante de la diarrea que, además, puede servir como base para desarrollar vacunas contra el nuevo coronavirus.
Como explica el profesor Lars-Anders Carlson en Science Advances, “nuestros hallazgos proporcionan una mayor comprensión de cómo el virus atraviesa el estómago y el sistema intestinal. La investigación continua puede proporcionar respuestas sobre si esta propiedad también se puede utilizar para crear vacunas para prevenirlo y que se administren de forma oral en lugar de inyecciones”.
El agente patógeno que han estudiado estos investigadores (HAdV-F41) es un adenovirus entérico. Recientemente, se ha demostrado que los adenovirus entéricos son uno de los factores desencadenantes más importantes de la diarrea entre los lactantes y se estima que matan a más de 50.000 niños menores de cinco años cada año, principalmente en los países en desarrollo.
La mayoría de los adenovirus son respiratorios, es decir, causan enfermedad respiratoria, mientras que las variantes entéricas de adenovirus menos conocidas originan enfermedad gastrointestinal. Por lo tanto, los científicos señalan que los adenovirus entéricos deben equiparse para atravesar el entorno ácido del estómago sin descomponerse, de modo que luego puedan infectar al intestino.
Vacunas orales, solución a gran escala
Con la ayuda del microscopio crioelectrónico avanzado de la Universidad de Umeå, estos investigadores han logrado imágenes tan detalladas de un adenovirus entérico que ha sido posible armar un rompecabezas tridimensional que muestra cómo se ve el virus hasta el nivel atómico.
El virus es una de las estructuras biológicas más complejas estudiadas a este nivel. La capa que protege su genoma cuando se propaga entre humanos consta de unas 2.000 proteínas con un total de seis millones de átomos.
El equipo de Lars-Anders Carlson pudo ver cómo el adenovirus entérico actúa para mantener su estructura básicamente sin cambios, con un bajo pH que se encuentra en el estómago. También pudieron visualizar otras diferencias con los adenovirus respiratorios, fundamentalmente sobre cómo se altera una proteína en particular en la capa del virus.
Este investigador tiene la esperanza de que puedan convertir la capacidad que tiene este virus para utilizarlo en combatir enfermedades, tal vez incluso contra el nuevo coronavirus que origina Covid-19.
Y es que las nuevas vacunas que se están probando contra SARS-CoV-2 se basan en adenovirus modificados genéticamente. Hoy en día, estos preparados deben inyectarse para que sean eficaces. Pero si estas vacunas pudieran basarse en adenovirus entérico, entonces podrían administrarse en pastillas orales lo que, lógicamente, facilitaría la vacunación de la población a gran escala.
Complejos de replicación
En el laboratorio de este investigador estudian cómo los virus remodelan las membranas de las células que infectan. Específicamente, se analizan orgánulos inducidos por virus, llamados complejos de replicación, que están formados por virus de ácido ribonucleico (ARN) de sentido positivo.
Este vasto grupo de virus causa enfermedades que van desde el resfriado común hasta la hepatitis C y el Zika. Si bien los virus de ARN de sentido positivo se diferencian entre sí en muchos aspectos, todos llevan a cabo reordenamientos drásticos de las membranas de la célula huésped, formando complejos de replicación unidos a la membrana que sirven para producir nuevas copias del genoma del virus.
Actualmente, en el laboratorio del profesor Lars-Anders Carlson son dos los métodos ortogonales que forman la base de su trabajo experimental sobre complejos de replicación.
El primero de ellos es la tomografía crioelectrónica de células. Este método es excepcionalmente capaz de visualizar la arquitectura macromolecular del interior de las células a una resolución (sub) nanométrica, permitiendo así la biología estructural in situ. Estos estudios se llevan a cabo en los instrumentos de clase mundial de la microscopía electrónica de instalaciones centrales de Umeå (UCEM).
El otro es la reconstitución in vitro utilizando vesículas unilaminares gigantes (GUV). Este es un enfoque de biología sintética destinado a recrear procesos biológicos localizados en la membrana a partir de sus componentes individuales.
Las proteínas purificadas, el ARN y las membranas modelo sintéticas (GUV) se marcan con fluoróforos y sus interacciones se analizan mediante microscopía de fluorescencia cuantitativa realizada en el Centro de Imágenes Bioquímicas (BICU).
