Cápside va y viene
Un trabajo liderado por científicas argentinas permitió “ver” cómo la proteína cápside que traslada las partículas virales del dengue entra al núcleo de la célula que infecta pero también sale. Nuevas pistas que permiten pensar, al final del camino, en el desarrollo de herramientas terapéuticas más eficaces, como fruto del cruce entre microscopía y virología.
“Sabemos que cápside entra al núcleo, pero ¿sale del núcleo?” La pregunta fue formulada por Andrea Gamarnik nueve años atrás. Laura Estrada, que la escuchaba y acababa de conocerla, puede responderla ahora. No se trata de soluciones definitivas. No es la vacuna contra el dengue. Todavía. Es ciencia básica. Paso a paso. Porque sobre estos pequeños hallazgos –del tamaño de unos pocos nanómetros– se van edificando las grandes respuestas. Del encuentro entre Gamarnik y Estrada, del cruce entre biología molecular y física óptica, entre virología y microscopía, nació la posibilidad de documentar cómo y en qué dirección se mueve una proteína crucial en el proceso de infección con el virus del dengue. Y es la comprensión de estos fenómenos ínfimos, intracelulares, lo que permite, al final del camino, desarrollar herramientas terapéuticas contra enfermedades que suponen, como ésta, un grave problema para la salud pública, que afecta actualmente a casi 400 millones de personas cada año.
“La proteína de cápside es central en el proceso de replicación del virus del dengue –explica Laura Estrada, profesora del Departamento de Física en la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales e investigadora del Instituto de Física de Buenos Aires (IFIBA, UBA-CONICET)–. Es esencial para que se formen las partículas virales que son las que luego salen de una célula infectada para infectar a otra. Y tiene dos roles que parecen contrapuestos. Una de sus funciones es la de empaquetar el genoma del virus, acumulándolo en lo que va a ser el corazón de la partícula viral. Esa partícula, una vez que madura, está lista para salir de esa célula e infectar a otra. Ahora bien, una vez allí, es también cápside la encargada de abrir el paquete, de “desnudarlo”, decimos, y liberar todo ese genoma viral, produciendo la infección”.
Fundamental para la propagación del virus, cápside empieza a ser catalogada como un plausible blanco de una nueva generación de agentes terapéuticos. “Lo que buscan estas investigaciones, que son de ciencia básica, es, precisamente, tratar de entender tanto como podamos el comportamiento de esta proteína –agrega Estrada–, y encontrarle un punto flojo que nos permita pensar en el desarrollo de un antiviral contra el dengue”.
Ahora bien, cápside es una proteína muy chiquitita. Para saber qué hace y cómo lo hace, Gamarnik –directora del Laboratorio de Virología Molecular de la Fundación Instituto Leloir y muy reconocida por sus investigaciones sobre dengue, cuyo mecanismo de replicación molecular describió– necesitaba “ver” a cápside, moviéndose, en tiempo real. Hacia 2013, se cruzó fortuitamente con Estrada, doctora en física en la UBA, especializada en microscopía de sistemas biológicos complejos, que volvía de un posdoctorado en la Universidad de California, repatriada por el programa Raíces, y entonces empezaron a “ver”.
“Pero, ¿qué significa ‘ver’ una proteína que tiene apenas un nanómetro de diámetro? Un nanómetro es una millonésima parte de un milímetro. Entonces, no ‘vemos’ a cápside, sino que seguimos ciertas señales de cápside uniéndola específicamente a proteínas fluorescentes, y lo que investigamos es su movilidad”, explica Laura Estrada, y propone repasar lo que ya se sabe de cápside.
“Se sabe que, al iniciarse el proceso de infección, cápside se acumula muy rápidamente en el citoplasma de la célula que infecta y que, con el paso de las horas, se va trasladando al núcleo. En un trabajo anterior, también con el grupo de Andrea, habíamos podido caracterizar ese movimiento en el citoplasma. Ahora abordamos otro desafío, que en parte respondía a aquella primera pregunta que me había hecho Andrea nueve años atrás: cómo entra al núcleo”.
Publicada recientemente en la revista Scientific Reports, de la editorial académica Springer Nature, la investigación conjunta de los grupos de Estrada y Gamarnik reveló que el movimiento nucleocitoplásmico de la proteína que propaga el virus del dengue es “bidireccional”.
“Ahora no sólo sabemos que cápside entra, cómo lo hace y cuánto tarda en ese proceso. También pudimos comprobar que la proteína sale del núcleo, en una cantidad menor que la que entra. Pudimos caracterizar ese movimiento bidireccional de cápside, lo que es algo totalmente novedoso”, explica Estrada. Conocer en detalle el derrotero de la molécula que transporta el genoma viral del dengue es, entonces, el primer paso para, por ejemplo, saber dónde ponerle una barrera a cápside, en qué momento inhibir su tarea, empezar a construir, en definitiva, un dispositivo antiviral eficaz.
“En ciencia básica uno sabe más o menos hacia dónde quiere ir pero no dónde va a terminar –concede Laura Estrada–. Alguna vez se consideró que el láser era una curiosidad de laboratorio. Hoy te opera los ojos y te cobra el chocolate en el súper. No decimos que vamos a crear una vacuna contra el dengue en el corto plazo, pero ahora podemos investigar este tipo de procesos, ‘in vivo’, durante las seis u ocho horas en las que se produce la infección de una célula, y eso gracias al desarrollo de nuevas herramientas que hacen posible la investigación”.
En efecto, y movilizados por aquella pregunta de Gamarnik, las y los investigadores del IFIBA tienen un microscopio que antes no tenían, además de haber desarrollado nuevos métodos para, a partir de algoritmos matemáticos, analizar las imágenes y administrar y comprender los grandes volúmenes de datos que entrega este nuevo instrumento óptico, hoy aplicado al estudio del dengue, pero aplicable al estudio de cualquier otra proteína intercelular.
El dengue, sin embargo, una enfermedad indiscerniblemente asociada a la pobreza y que durante el brote de 2019-2020 rompió récords históricos en la Argentina –se registraron más de 40 mil casos–, es no sólo el punto de partida de este estudio. También ha sido, para Laura Estrada, un punto de llegada y un motor decisivo para la investigación.
“Estoy orgullosa –cuenta– de haber transitado toda mi carrera en la educación pública, gratuita y de calidad. Soy la primera universitaria en la familia, y tuve la posibilidad de ir a Estados Unidos al laboratorio que elegí, donde la experiencia fue maravillosa. No me faltaban oportunidades, pero quise volver. Pensé: la contribución que yo pueda hacer en ciencia tengo que hacerla en mi país, devolver un poquito de lo que el Estado y la sociedad me dieron. Y enseguida me pregunté: ¿en qué aplico ahora lo que aprendí? Bueno, lo primero que hice fue montar un laboratorio en el Departamento de Física (de Exactas UBA) y armar un instrumento que no se vende, una réplica del microscopio que aprendí a armar en Estados Unidos. Entonces, lo que podía investigar allá, ahora puedo hacerlo acá. Esto gracias a la ayuda de gente como Andrea Bragas, que me recibieron a mi regreso al país y me dieron acceso a muchísimo y sofisticado instrumental, imposible de comprar apenas uno llega. Y saliendo a la búsqueda de problemas, me encontré con el dengue, que es un grave problema de salud pública a nivel nacional y regional, urgente, que ahora olvidamos un poco porque tenemos un problema más grande, pero que está en expansión, y vamos a tener que poner toda la artillería contra el dengue, porque si no hacemos algo esto no va a hacer más que empeorar. Bueno, yo hago mi pequeñísima contribución para eso”.
Ciencia colaborativa y multidisciplinaria
(De izq. a der.) Alexis Luszczak, Ignacio Sallaberry, Natalia Philipp. Sentada: Laura Estrada.
El grupo de trabajo multidisciplinario del Instituto Leloir y el IFIBA que lideran Andrea Gamarnik y Laura Estrada reúne, en el cruce metodológico de física óptica y biología molecular, a personas con formaciones y experiencias muy diversas, que van desde la manipulación del virus del dengue hasta el manejo de microscopios de última generación, la escritura de código específico para el análisis de grandes volúmenes de datos y el análisis estadístico de los resultados. “Este cruce de saberes y formaciones complementarias son los que marcan una diferencia al hacer ciencia, porque la buena ciencia se hace de manera colectiva y colaborativa”, puntualiza Estrada. Entre los autores del trabajo publicado en Scientific Reports están los becarios y becarias del CONICET Ignacio Sallaberry, Alexis Luszczak, Natalia Philipp, Manuela Gabriel y Guadalupe Costa Navarro. El trabajo es, además, parte de una colaboración internacional que el grupo de Estrada mantiene con la Universidad de California, de la cual participó el físico italiano Enrico Gratton.
