Para diseñar medicamentos y vacunas eficaces, los investigadores necesitan una imagen detallada de las interacciones moleculares entre el virus y la proteína
El virus chikungunya ha infectado a más de un millón de personas en América desde 2013, cuando se descubrieron mosquitos portadores del virus en el Caribe. La mayoría de personas que se infectan sufren fiebre y dolor en las articulaciones, durante un periodo que dura aproximadamente una semana. Pero hasta en la mitad de los pacientes, el virus puede causar artritis severa que persiste durante meses o años. Y por el momento no hay tratamientos que prevengan que la infección derive en esa artritis crónica.
Ahora, un equipo de investigadores de la Universidad Washington en Estados Unidos ha tomado imágenes de alta resolución del virus, atrapado en una proteína que se encuentra en la superficie de las células de las articulaciones. La proteína observada en el estudio se tomó de ratones, pero las personas tienen la misma proteína y el virus interactúa con los ratones y con los humanas de manera prácticamente idéntica.
Este hallazgo, publicado en la revista Cell, muestra en detalle a nivel atómico cómo encajan el virus y la proteína de la superficie celular: datos que pueden acelerar los esfuerzos para diseñar medicamentos y vacunas que sirvan para prevenir o tratar la artritis causada por el chikungunya u otros virus relacionados.
"La artritis debida al chikungunya aparece muy repentinamente y puede ser muy dolorosa, la gente apenas puede caminar, y no tenemos nada específico para tratarla o prevenirla", asegura el coautor principal Michael S. Diamond. “Ahora que tenemos estas nuevas estructuras, podemos ver cómo interrumpir la interacción entre el virus y la proteína que utiliza para ingresar dentro de las células en las articulaciones y otros tejidos musculoesqueléticos, para bloquear infecciones", agrega el coautor Daved Fremont.
El chikungunya y sus ‘colegas’, los virus Mayaro, Ross River y O'nyong-nyong, pertenecen a una familia de alfavirus que propagan los mosquitos y causan dolor en las articulaciones. En los últimos años, estos virus han infectado a personas y animales en regiones cada vez más amplias del mundo. En 2018, Diamond, Fremont y sus colegas identificaron la proteína Mxra8, que se encuentra en la superficie externa de las células de las articulaciones, la herramienta molecular que el chikungunya y estos virus relacionados emplean para ingresar a las células. Los virus necesitan aferrarse a esta proteína para causar la enfermedad.
Para diseñar medicamentos y vacunas eficaces, los investigadores necesitan una imagen detallada de las interacciones moleculares entre el virus y la proteína. Los investigadores utilizaron una técnica llamada microscopía crioelectrónica (crio-EM). Las imágenes se obtuvieron utilizando una partícula similar al virus de chikungunya, que tiene la forma de un virus pero no puede causar infecciones porque no contiene material genético en su interior, así como virus chikungunya infecciosos. Las partículas similares al virus se están evaluando ya en ensayos clínicos como vacuna potencial para el chikungunya.
"Nuestros mapas de crio-EM nos permiten ver el virus con Mxra8 unido a ella, pero no a una resolución lo suficientemente alta como para localizar ubicaciones atómicas precisas", señala la coautora Katerine Basore.
"Así que utilizamos las estructuras cristalinas de rayos X de alta resolución existentes de los componentes del virus, además de nuestra propia estructura cristalina de Mxra8, para construir un modelo atómico de todo el conjunto. Esto nos permitió ver el alcance completo de estas interacciones".
