Anteriormente, se pensaba que los virus de propagación por tener que entrar en la célula, replicarse allí, y después ser liberados para infectar nuevas células, su tasa de propagación se vería limitada por la rapidez con que podría replicarse.

Sin embargo, un virus llamado virus vaccinia se propaga en una manera diferente y mucho más rápido, según un nuevo estudio en la revista Science por investigadores del Imperial College de Londres.

Vaccinia es un poxvirus y es la vacuna que se utiliza para erradicar la viruela. Utilizando un microscopio de vídeo en vivo, los científicos descubrieron que se estaba propagando cuatro veces más rápido de lo posible, basado en la velocidad a la que se replica.

Los videos de las células infectadas por virus revelaron que el virus se propaga “surfeando” de célula a célula, utilizando un mecanismo que permite al virus descartar las células ya infectadas y por lo tanto llegar más rápidamente a las células no infectadas.

Poco después de que el virus vaccinia infecta una célula, expresa dos proteínas virales en la superficie celular, que marcan las célula como infectados. Cuando posteriormente las partículas virales llegan a la célula infectada, estas proteínas causan que la célula huésped exprese unas proyecciones tipo serpiente denominadas “colas de actina”. Estas colas impulsan las partículas virales fuera de las células infectadas y hacia otras células que puedan infectar. Las partículas virales rebotan de una superficie celular a otra hasta que encuentra una célula no infectada.

En el estudio, los investigadores impidieron que el virus pudiera surfear tranquilamente al mutar las proteínas necesarias para hacer las colas de actina en las primeras etapas de infección y demostraron una disminución espectacular en el  freno a la propagación del virus.

Los investigadores creen que otros virus también emplean estos mecanismos de rápida propagación. Por ejemplo, el virus del herpes simple (VHS-1), que causa el herpes labial, se extiende a un ritmo más rápido que debería ser posible dada su tasa de replicación. Así, este fenómeno descubierto con vaccinia puede ser una característica común en varios virus.

El descubrimiento en última instancia permitirá a los científicos crear nuevos medicamentos antivirales que el objetivo bloquear este mecanismo de propagación.

Haga doble click sobre la Figura para ver el video.

Referencia

Virginie Doceul, Michael Hollinshead, Lonneke van der Linden, Geoffrey L. Smith. Repulsion of Superinfecting Virions: A Mechanism for Rapid Virus Spread. Science, 2010; DOI: 10.1126/science.1183173

Lamentablemente, los antibióticos tienen una limitación fundamental: son inútiles contra los virus, quienes causan muchas de las enfermedades más infecciosas en la actualidad. Los medicamentos antivirales han demostrado ser mucho más difícil de crear, y casi todas están dirigidos muy específicamente a algunos patógenos en particular – es decir, VIH, herpes virus y virus de la gripe. Los únicos dos “antivirales de amplio espectro” actualmente en uso, la ribavirina y el interferón-alfa, causan efectos secundarios debilitantes.

Ahora, los investigadores estadounidenses se han unido para desarrollar y probar de compuestos antivirales con un amplio espectro y capaces de detener una amplia gama de virus altamente peligrosos, incluyendo los de Ebola (foto), VIH, virus de la hepatitis C, virus del Nilo occidental, Fiebre del Valle del Rift y el de la fiebre amarilla, entre otros.

En los resultados fueron publicados en las Actas de la Academia Nacional de Ciencias – identificaron los compuestos (que llamaron LJ001), después de su examen de una “biblioteca” de alrededor de 30.000 moléculas para encontrar una que bloqueara la entrada de la célula huésped del virus mortal de Nipah. Experimentos posteriores revelaron que LJ001 bloqueaba otros virus con envoltura mientras que no tenía ningún efecto sobre los virus sin la envoltura lipídica. ¿Cuál es el blanco de acción de estos antivirales?

Luego del seguimiento de los estudios con ratones determinaron que de alguna manera cambian la dotación de los lípidos para evitar la fusión de la partícula de virus con la célula huésped.

Experimentos adicionales indicaron que mientras que LJ001 también interactuó con las membranas celulares, cuya composición es casi idéntica a la de envoltura viral, no les causaba ningún mal efecto. La razón, según los investigadores: las células pueden reparar rápidamente sus membranas, pero los virus no pueden hacer lo mismo.

“En las concentraciones de antivirales, cualquier daño que se le haga a la membrana de la célula puede ser reparado, mientras que los daños causados a la cubierta viral estática, que no tienen la capacidad de regeneración intrínseca, son permanentes e irreversibles”, dijeron los científicos.

Referencia

Mike C. Wolf,Alexander N. Freiberg,Tinghu Zhang,Zeynep Akyol-Ataman,Andrew Grock,Patrick W. Hong,Jianrong Li,Natalya F. Watson,Angela Q. Fang,Hector C. Aguilar,Matteo Porotto,Anna N. Honko,Robert Damoiseaux,John P. Miller,Sara E. Woodson,Steven Chantasirivisal,Vanessa Fontanes,Oscar A. Negrete,Paul Krogstad,Asim Dasgupta,Anne Moscona,Lisa E. Hensley,Sean P. Whelan,Kym F. Faull,Michael R. Holbrook,Michael E. Jung,and Benhur Lee. A broad-spectrum antiviral targeting entry of enveloped viruses. PNAS published online before print January 28, 2010, doi:10.1073/pnas.0909587107.

Un estudio reciente, publicado en la Revista de Farmacología y Terapéutica Experimental demuestra en ratas que una versión más estable de CocE, el doble mutante o DM CocE, redujo significativamente el deseo por la cocaína y prevenió de la muerte por sobredosis de cocaína.

En el estudio, las ratas fueron entrenadas para autoadministrarse cocaína pulsando un botón en su jaula, imitando la necesidad de dosis regulares de la droga durante la adicción. Las ratas tratadas con la forma mutante DM CocE pulsaron el botón para recibir la cocaína con menos frecuencia, lo que sugiere que la DM-Coce redujo la adicción a la droga.

DM-CocE es muy específica para la cocaína pues cuando se realizaron ls experimentos con un análogo, la dependencia se mantuvo. Los investigadores señalaron que la enzima DM-CocE también proporcionó “una protección duradera” contra los efectos tóxicos de una dosis potencialmente letal.

Aunque los efectos de CocE se puede superar una dosis suficientemente grande de cocaína, los resultados sugieren que CocE tiene un gran futuro como tratamiento para el abuso de drogas.

Ya aparecerán los que quieran hacer probióticos para adictos con bacterias que sobreexpresen esta enzima.

Referencia

Collins GT, Brim RL, Narasimhan D, Ko MC, Sunahara RK, Zhan CG, Woods JH. J Cocaine esterase prevents cocaine-induced toxicity and the ongoing intravenous self-administration of cocaine in rats. Pharmacol Exp Ther. 2009 Nov;331(2):445-55. Epub 2009 Aug 26.

En el estudio, Piotr Suder y sus colegas señalan que los astrocitos – las células más abundantes en el cerebro – no son solo un actor secundario en el “drama” de la actividad cerebral. Los científicos antes pensaban que los astrocitos simplemente apoyaban a las neuronas, las células nerviosas que transmiten señales, a mantenerlas en la posición adecuada. Sin embargo, durante los últimos años, numerosos estudios sugieren que estas células son, como su nombre griego lo sugiere – unas estrellas.

Los científicos agregaron morfina a un grupo de astrocitos en cultivo celular durante varios días. Encontraron que las células expuestas a la morfina mostraron mayores niveles de nueve proteínas que parecen jugar un papel en el mantenimiento de la función normal de las células nerviosas.

“Estas proteínas, después de un estudio más detallado de su función, pueden servir como un marcador potencial de adicción a las drogas, o pueden ser objetivos para un potencial tratamiento”, señala el artículo.

Referencia

Piotr Suder, Anna Bodzon-Kulakowska, Pawel Mak, Anna Bierczynska-Krzysik, Michal Daszykowski, Beata Walczak, Gert Lubec, Jolanta H. Kotlinska, Jerzy Silberring. The Proteomic Analysis of Primary Cortical Astrocyte Cell Culture after Morphine Administration. Journal of Proteome Research, 2009; 8 (10): 4633-4640 DOI:10.1021/pr900443r

Pintura La Morfina (Santiago Rusiñol i Prats)

Frederick Ausubel y sus colegas describieron en el nuevo estudio que los métodos existentes para la identificación de drogas para la luca contra los gérmenes implica la adición de drogas a los cultivos de los microorganismos para ver los resultados. Estas pruebas a veces no funcionan bien, es decir, pueden funcionar para el microorganismo pero igual ser extremadamente tóxicos para el hombre o el huesped donde se utilizará el antibiótico. Estas consecuencias indeseadas así como el aumento de la resistencia a los antibióticos hace que se este perdiendo eficiacia en el uso de las drogas anitmicrobianas.

Un mejor prueba supondría nuevas posibilidades de detección de antibióticos pero en los animales vivos infectados con las bacterias para ver los efectos, no solo en la bacteria sino también sobre el cuerpo entero del animal.

Los científicos describieron el uso de un nuevo modelo compuesto por un tipo de gusano (C. elegans) infectado con un tipo de bacterias (E. faecalis) y de un un robot automatizado de alto rendimientoy pusieron a prueba los efectos de 37.000 drogas potenciales. Esta bacteria  causa infecciones que amenazan la vida en los seres humanos y C. elegans son pequeños gusanos nematodos que son ampliamente utilizados en la investigación científica.

En las pruebas identificaron a 28 potenciales nuevos fármacos aunque lamentablemente nunca informaron del efecto contra la bacteria. Algunos de los posibles nuevos fármacos funcionaban de una manera totalmente diferente a los antibióticos existentes.

Referencia

Terence I. Moy, Annie L. Conery, Jonah Larkins-Ford, Gang Wu, Ralph Mazitschek, Gabriele Casadei, Kim Lewis, Anne E. Carpenter, Frederick M. Ausubel. High-Throughput Screen for Novel Antimicrobials using a Whole Animal Infection Model. ACS Chemical Biology, 2009 4 (7), 527-533 DOI: 10.1021/cb900084v