Investigadores de la Universidad Estatal de San Diego y de la Universidad Estatal de Michigan han logrado un avance significativo en la comprensión de cómo los virus empaquetan meticulosamente su material genético. Este descubrimiento puede revolucionar la forma en que se desarrollan tratamientos antivirales y terapias genéticas, tal como se detalla en un estudio publicado en los Proceedings of the National Academy of Sciences.
Los hallazgos del equipo revelan que una combinación de propiedades moleculares permite a los virus seleccionar su propio ARN para agruparlo en estructuras proteicas denominadas cápsides, ignorando al mismo tiempo el genoma competidor de la célula huésped. Las cápsides, actuando como una especie de armadura molecular, protegen el material genético de los virus y facilitan su entrada en las células del hospedador.
La capacidad de los virus para empaquetar su ARN con una precisión superior al 99% puede ser aprovechada por los científicos para crear sus propias versiones de cápsides en el laboratorio, convirtiéndolas en herramientas científicas de gran potencial. Kristin Parent, directora de la instalación de Cryo-EM de la Universidad Estatal de Michigan y coautora del estudio, apunta que «desde una perspectiva de salud, las cápsides sintéticas pueden utilizarse para desarrollar antivirales que apunten al empaquetamiento del ARN, lo que podría impactar en la salud humana, así como en la agricultura y la medicina veterinaria».
La complejidad del empaquetamiento viral
El estudio se centró en un fago llamado MS2, que infecta a la bacteria E. coli. Al inyectar su material genético en una bacteria, el fago obliga a la célula huésped a ensamblar copias virales. Durante este proceso, las proteínas de la cápside se ensamblan alrededor del ARN viral formando una cápside, que protege la carga genética. Con 180 proteínas de cápside idénticas organizadas en 20 caras diferentes, el virus se asemeja a un balón de fútbol o a un dado.
La investigación planteó la pregunta de cómo el fago puede reconocer su propio genoma y empaquetarlo de manera tan eficiente, especialmente cuando el ARN se encuentra mezclado con el material genético de la célula huésped. Parent señala que «alrededor del 99% de las partículas que observamos al final son copias virales perfectamente formadas, lo que demuestra que se trata de un proceso de alta fidelidad».
Tradicionalmente, se pensaba que una estructura específica conocida como bucle TR actuaba como una señal de empaquetamiento para el MS2. Sin embargo, al sistemáticamente modificar el genoma de MS2, los investigadores pudieron observar resultados de empaquetamiento de cápsides que desafiaban las expectativas. Estos resultados revelaron que las proteínas de la cápside son capaces, por sí solas, de empaquetar selectivamente el ARN viral, y que un conjunto diverso de propiedades del ARN, no solo el conocido bucle TR, influye en este proceso.
A través de estos hallazgos, el equipo está reescribiendo la comprensión de cómo algunos virus logran hazañas de empaquetamiento de ARN tan impresionantes. Estos mecanismos moleculares pueden ser aprovechados para fines benéficos, desde la edición genética y vacunas hasta la próxima generación de terapias basadas en ARN.
