Los virus tienen una capacidad muy limitada para replicarse y dependen totalmente de las proteínas de la célula huésped para su propagación.

Investigadores de la Universidad Pompeu Fabra (UPF), liderados por Miguel Ángel Valverde, han identificado un canal iónico usado por los virus para infectar a las células. El estudio ha sido publicado en Nature Communications y han participado investigadores de los laboratorios de Fisiología Molecular y Virología Molecular del Departamento de Ciencias Experimentales y de la Salud (DCEXS) de la UPF y del Departamento de Bioquímica de la Universidad Autónoma de Barcelona.

Los virus tienen una capacidad muy limitada para replicarse y dependen totalmente de las proteínas de la célula huésped para su propagación. Para infectar a las células, los virus se unen a los receptores en la superficie de las células diana, entran en estas y “secuestran” la maquinaria de la célula huésped para lograr sus propios fines.

Las ARN helicasas son uno de los tipos de proteínas celulares que son ‘secuestradas’ por los virus para replicarse en el interior celular. “Nuestro estudio apunta a que un canal iónico, el TRPV4, también parece ser secuestrado por los virus en fases muy iniciales de la infección” afirma Valverde, director del Laboratorio de Fisiología Molecular de la UPF.

Los canales iónicos son proteínas de la superficie celular que regulan la entrada de iones a través de las membranas celulares. El flujo de iones a través de los canales modifica las señales eléctricas en las células y provoca cambios rápidos en la concentración de segundos mensajeros intracelulares, como el calcio, que controlan diferentes funciones celulares. 

El Laboratorio de Fisiología Molecular ha estado estudiando estos canales iónicos, especialmente el canal de iones TRPV4, desde principios de los años 2000. El TRPV4 es un canal interesante porque responde a una gran variedad de estímulos químicos y físicos. Debido a esta variada gama de mecanismos de activación, el TRPV4 sirve como un sensor versátil que permite que las células individuales y todo el organismo detecten cambios en su entorno. El equipo dirigido por Valverde publicó recientemente la implicación de este canal en los mecanismos de defensa de las vías respiratorias.

El trabajo identifica la interacción entre la helicasa del ARN DDX3X y el canal TRPV4. La DDX3X, está involucrada en casi todos los aspectos del metabolismo del ARN que ocurren tanto en el núcleo como en el citoplasma, y también es necesaria para la replicación del virus. Del mismo modo se ha demostrado que DDX3X se mueve entre el citoplasma y el núcleo, aunque los mecanismos que regulan dicho proceso no se conocen bien.

Detección de la presencia de proteínas virales

Por lo tanto, los investigadores caracterizaron la importancia funcional de la interacción entre TRPV4 y DDX3X y si dicha interacción tenía alguna relevancia en la infección por el virus. "Ahora hemos identificado que el canal TRPV4 también es capaz de detectar la presencia de proteínas virales, lo que permite la entrada de calcio en la célula y el movimiento de DDX3X en el núcleo de la célula", explica Pau Doñate, investigador postdoctoral en el Laboratorio de Fisiología Molecular y primer autor del artículo.

Durante los últimos años virus emergentes como el dengue, zika o chikungunya, han sido responsables de inesperadas epidemias que afectan de forma marcada a la población residente en zonas endémicas. Estos virus de ARN son capaces de mutar rápidamente para adaptarse a los cambios en el medio ambiente, y así dificultan la identificación de dianas virales para el tratamiento farmacológico y el control de las epidemias.

Sin embargo, como los virus dependen totalmente de las proteínas de la célula huésped para su replicación, es de vital importancia el descubrimiento de nuevas proteínas celulares y vías de señalización necesarias para la infección viral que puedan ser objetivos viables para el desarrollo de terapias. 

Este enfoque tiene la ventaja de dirigirse a las proteínas celulares que no están sujetas a las tasas de mutación rápidas de los genomas de virus. "Precisamente, nuestro hallazgo de que la inhibición farmacológica (o mediante técnicas genéticas) del canal TRPV4 reduce la infección por los virus dengue, zika y el virus de la hepatitis C, abre nuevas líneas de investigación sobre las posibilidades terapéuticas para abordar estas infecciones virales", concluye Valverde.