Viable manipular la estructura de los virus para combatir enfermedades


  • Como nanomáquinas biológicas, pueden ayudar a sanar a células afectadas
  • La UAM-A extiende redes de investigadores en materia de nano materiales

POR JUAN MANUEL TIRADO JUÁREZ

Ilustración: Joel Millán Rosas

Enfermedades como la viruela, la polio, la gripe, la influenza, el papiloma humano, el sida y otras detonadas por virus, han impactado a millones de personas en el mundo. Con el progreso de la tecnología y la medicina, entre otras disciplinas, se ha podido avanzar más en el conocimiento y combate de estos microorganismos. Para poder observarlos han tenido un papel relevante los microscopios electrónicos, y recientemente, la implementación de técnicas como la difracción de rayos x han hecho posible observar más a fondo las estructuras y las propiedades de esos nanométricos y peculiares organismos.

Su estudio profundo inició a principios del siglo XX, cuando se comenzó a trabajar en métodos y vacunas para combatir a los causantes de diversas enfermedades que, como se ha descubierto, pueden afectar a las bacterias, a las arqueas —que son microorganismos unicelulares— y a las células de plantas, animales y hongos. Hoy en día, los adelantos en la investigación de la estructura y funcionamiento de los virus han hecho posible encontrar cura a enfermedades antes no resueltas, y abrir nuevos horizontes para enfrentar males como el cáncer. Los expertos están conscientes de que es una batalla de largo alcance pues estos organismos evolucionan y mutan, por lo que son difíciles de combatir.

Los expertos ahora están trabajando desde diversos frentes para aprovechar su estructura y la forma en que éstos infectan las células sanas. Los virus, ahora se sabe, son como pequeñas naves invasoras —algunos incluso tienen esas formas— que se posan en las membranas celulares y empiezan a descargar su información, como jeringas moleculares, para replicarse dentro de las células y enfermarlas. Por lo tanto, se han hecho investigaciones para convertirlos en virtuales nanomáquinas biológicamente manipuladas para revertir los daños y curar los estragos.

Los conceptos anteriores fueron expresados por el doctor Efraín Garrido Guerrero, especialista del Departamento de Genética y Biología Molecular del Centro de Investigación y Estudios Avanzados (Cinvestav), campus Zacatenco, del Instituto Politécnico Nacional, durante su ponencia Virus: nanomaquinarias biológicas manipulables, dictada durante el Primer Simposio de Nanomateriales y Toxicología, organizado por la División de Ciencias Básicas e Ingeniería de la UAM Azcapotzalco, a través del Departamento de Ciencias Básicas.

Durante la conferencia, el especialista resaltó que los virus causan una serie de enfermedades debido a su capacidad de reproducción y propagación para infectar a organismos de diversas clases, desde unicelulares hasta mamíferos, y que sólo pueden reproducirse y sobrevivir dentro de las células que atacan, en las cuales inoculan su material genético para replicarse. Son “nanomaquinarias biológicas”, constituidas por material genético y están envueltas por una cubierta proteica que forma la estructura conocida como virión.

Más adelante señaló que algunos tienen forma icosaédrica como el del papiloma humano, cuyo virión está estructurado con dos proteínas que son las responsables de infectar a las células. Otros ejemplares pueden tener formas más alargadas o esféricas. Una característica relevante es que pueden contener ácido desoxirribonucleico (ADN) o ribonucleico (RNA) como material genético. Una vez conocida la estructura de los virus y la manera en que se replican y producen enfermedades, los investigadores se han enfocado en buscar estrategias para evitar las infecciones, que se propaguen y penetren las membranas celulares; enfrentan un reto considerable pues los que portan el RNA tienen elevadas tasas de mutación, lo que complica su prevención y la elaboración de vacunas para inmunizar a los organismos, como las creadas hace relativamente poco tiempo para atacar el papiloma o la influenza. Además, dijo, ya se trabaja en su manipulación genética: a esos elementos se les denomina recombinantes porque permiten llevar genes terapéuticos a las células, en un proceso que podría ser de gran ayuda para combatir a las cancerosas.

También se pueden modificar las proteínas y dirigirlas hacia el tipo de célula de interés para los investigadores. Este tipo de trabajo se ha venido impulsando en el Cinvestav, donde los expertos hacen estudios en torno a la envoltura del virus de la hepatitis C. Trabajan para sustituir las dos proteínas del virus del hepatitis y así, mediante manipulación, poner en acción al gen terapéutico en la célula afectada. En esa institución del Politécnico Nacional, remarcó, se han logrado obtener virus recombinantes artificiales que se aplican en células que tienen el receptor específico del VIH.

Asimismo, han experimentado con proteínas para activar un gen terapéutico que ataque exclusivamente a las células tumorales y no a las sanas. Se están desarrollando muchos proyectos para buscar receptores o moléculas específicas para aplicar en las células afectadas, pero la labor es complicada. En el camino, adelantó, estarían dirigiendo sus estudios a los azúcares presentes en células enfermas.

Esponjas químicas

Además de la presentación de trabajos de diversas instituciones de México y del extranjero —en donde los expertos compartieron sus experiencias—, la organización de talleres y la exposición de los avances de investigaciones de estudiantes de posgrado, tanto de la Unidad Azcapotzalco como de otras casas de estudios, el Simposio permitirá estrechar la colaboración entre los investigadores en distintas materias y disciplinas con la idea de crear y fortalecer redes de trabajo. Por parte de la UAM-A, se compartieron sus avances en cuestión de materiales, toxicología, genética y biología molecular.

En esta Unidad se están realizando investigaciones para sintetizar materiales, lo que posteriormente se podrá emplear en la elaboración de fármacos para hacerlos más eficientes, explicó a aleph la doctora Sandra Loera Serna, especialista del área de Química de Materiales, adscrita al Departamento de Ciencias Básicas de la División de CBI, y coordinadora del citado encuentro científico. Puntualizó que en esta sede académica se trabaja con redes metalorgánicas que son como esponjas químicas que permiten que el fármaco se absorba y se libere lentamente en el organismo.

Hasta el momento los resultados son promisorios: ya se están haciendo pruebas pero falta realizarlas con cultivos celulares, aseguró. El simposio permitió compartir con expertos que laboren con ese tipo de cultivos. “Necesitamos que nos den pautas para ver si funciona nuestro trabajo para emprender proyectos conjuntos más ambiciosos; por ejemplo, en el caso del cáncer, probar los fármacos en materiales eficientes, inteligentes, y que no causen más daño”. La doctora Loera Serna dictó la ponencia Redes metalorgánicas: pasado, presente y futuro.

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Acerca de alephUAM_A

Sección de Información y Divulgación, UAM Acapotzalco
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