El genoma del VIH 1 y sus correlaciones

Hace 32 años, el Instituto Pasteur de Francia logró aislar por primera vez el virus de inmunodeficiencia humana, o VIH, causante del SIDA. A pesar de las numerosas investigaciones que se han realizado desde entonces, la Organización Mundial de la Salud lo considera como uno de los más graves problemas de salud pública del mundo, especialmente en los países de ingresos bajos o medianos.

Para contribuir en el análisis de la enfermedad, los investigadores Carlos Villareal y Germinal Cocho, del Instituto de Física, en colaboración con otros investigadores de la UNAM, realizaron un estudio de una proteína conocida como gp41, involucrada en la fusión del virus con la célula hospedera. Los resultados del estudio fueron publicados en 2016 en Virology Journal con el título “Statistical correlation of nonconservative substitutions of HIV gp41 variable amino acid residues with the R5X4 HIV-1”.

En el mundo se pueden encontrar principalmente dos cepas del VIH, el VIH 1 y el VIH 2. Mientras que el primero se encuentra esparcido por todo el mundo, parece contagiarse con mayor facilidad y es más rápido para desarrollar SIDA, el segundo es predominante en ciertas regiones de África, es más lento en el desarrollo del síndrome y menos contagioso. Por estas razones, el estudio de la cepa 1 en sus diferentes tropismos o afinidades, R5, X4 y R5X4, ha sido más frecuente.

Las consecuencias que puede provocar estar infectado por VIH ha ocasionado que se pueda obtener más información sobre la forma de contagio; sin embargo, estudiar el proceso que sigue la enfermedad una vez que la persona es infectada es trascendente para el desarrollo de medicamentos y el control de la enfermedad.

“Cuando el VIH entra en el organismo infecta básicamente a las células del sistema inmune que pueden ser linfocitos T CD4 y macrófagos, entre otros. Para infectar estas células, el virus utiliza dos proteínas presentes en su superficie llamadas gp120 y gp41. La gp120 interactúa con proteínas como la CD4 que se encuentran en la superficie de las células y posteriormente la gp41 actúa en la fusión del virus con la célula hospedera”, comentó Villarreal para Noticias IFUNAM.
Este proceso sería análogo a tener una casa con dos cerraduras custodiando la entrada, la casa sería la célula hospedera, la primera cerradura sería la proteína CD4 y la segunda depende del tipo de célula hospedera del sistema inmunológico, para los linfocitos maduros y macrófagos sería el correceptor de quimiocina CCR5 y para los linfocitos T CD4 inmaduros el correceptor CXCR4. Esto determina la especificidad infecciosa o tropismo viral.

El intruso, en este caso el VIH 1, utiliza la proteína gp120 para pasar la primera cerradura y acoplarse; sin embargo, el proceso de acoplamiento y fusión se completa cuando el complejo gp120-gp41 del VIH 1, que puede ser del tipo R5, X4 o R5X4, se une selectivamente a receptores del tipo CCR5, CXCR4 o a cualquiera de éstos, indistintamente.

La capacidad del VIH de producir miles de millones de partículas virales al día hace posible que en ocasiones se produzcan cambios en el genoma viral, lo que resulta en mutaciones genéticas. Cuanto más se replica el VIH, más probable es que se produzcan errores, aumentando la variación genética del mismo virus.

“En la etapa primaria de la infección prevalece el virus tipo R5 y en etapas avanzadas, cuando se aparecen los síntomas del SIDA, empiezan a manifestarse virus mixtos R5X4, o el tipo X4. No se sabe a ciencia cierta cómo sucede este fenómeno, y existen diversas teorías para explicarlo”, explicó Carlos Villarreal.

Como consecuencia de la variación genética en el VIH, se pueden encontrar regiones estructurales en donde el virus presenta muchas mutaciones y otras donde se mantiene constante; la parte variable le proporciona al virus adaptabilidad y la parte constante le da estabilidad.

Para contribuir y explicar procesos que determinan la especificidad infecciosa del VIH-1, los investigadores estudiaron las diferencias que existen en más de 2,800 genomas de la proteína gp41 del virus tipo R5, X4 o R5X4 de una de las bases de datos más completas y de libre acceso que existen, la base de datos de los Álamos. El propósito fue determinar correlaciones estadísticas entre las propiedades fisico-químicas de la secuencia de aminoácidos que conforman a gp41 y el tropismo infeccioso.

En su estudio, los investigadores identificaron las posiciones de la proteína gp41 que presentaban mayor entropía o variabilidad de aminoácidos y de esos lugares con más variación identificaron cuáles son los aminoácidos que se encuentran con mayor frecuencia. Posteriormente, analizaron las correlaciones entre propiedades tales como la carga eléctrica y la hidropatía de las distribuciones de aminoácidos en cada posición y encontraron que el carácter hidrofílico o hidrofóbico de una decena de posiciones específicas de gp41 tiene una relación estadísticamente significativa con el tropismo infeccioso del VIH-1.

Este tipo de resultados proporciona información que ayudará a explicar de forma más detallada las complicadas interacciones que ocurren durante la fusión del VIH 1 con la célula hospedera y los mecanismos subyacentes al tropismo infeccioso y el proceso de fusión viral, que después de muchos años aún es tema abierto de investigación y eventualmente puede contribuir a proponer terapias que mejorarán la calidad de vida de las personas infectadas por el virus del SIDA.

http://www.fisica.unam.mx/articulos_El_genoma_del_VIH_1_032017.php

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