El descubrimiento revela cómo las células intentan controlar los niveles de la proteína clave del VIH

El descubrimiento revela cómo las células intentan controlar los niveles de la proteína clave del VIH

Los científicos de Salk descubren nuevos objetivos potenciales para los medicamentos antivirales utilizando un método de laboratorio novedoso

LA JOLLA—Uno de los muchos desafíos en el tratamiento del VIH es que el virus puede permanecer latente en las células, evadiendo silenciosamente la detección inmunológica hasta que de repente cobra vida sin previo aviso y comienza a replicarse furiosamente. Los investigadores del Instituto Salk descubrieron una pequeña molécula llamada JIB-04 que destruye la proteína del VIH llamada Tat, responsable de acelerar el virus.

La molécula, aunque en sí misma es demasiado tóxica para servir como terapia para el VIH, revela proteínas en las células huésped que pueden atacar potencialmente a Tat y detener este proceso de replicación desbocado. El trabajo, que apareció en la revista PLOS Patógenos el 23 de mayo de 2018, también ilustra de manera más amplia una nueva y poderosa técnica de laboratorio que puede identificar con mayor precisión qué proteínas se unen a los medicamentos, información que a menudo es difícil de alcanzar.

"El nivel de Tat determina en gran medida si puede o no reactivar un virus de la latencia", dice el autor principal. Katherine jones, profesor en el Laboratorio de Biología Reguladora de Salk y titular de la Cátedra Edwin K. Hunter. “Aunque JIB-04 no se puede usar clínicamente, pudimos usarlo para mostrar una parte importante de cómo los niveles de Tat están determinados por un par de enzimas en la célula huésped. Identificarlos ofrece nuevos objetivos para terapias potenciales”.

Como todos los virus, el VIH-1 (la forma común del VIH) ingresa al cuerpo y utiliza la propia maquinaria celular del huésped para copiar el material genético viral y propagarse de una célula a otra. Tat pone la copia a toda velocidad cuando las condiciones son favorables, acelerando la maquinaria mil veces. El equipo de Jones estaba investigando otras proteínas del VIH cuando notaron que uno de los compuestos que estaban probando, una pequeña molécula llamada JIB-04, hizo que Tat desapareciera.

El efecto fue sorprendente, pero no estaba claro cómo exactamente JIB-04 estaba logrando este acto de desaparición. Jones solicitó la ayuda del investigador James Moresco, director del Núcleo de espectrometría de masas de Salk, quien utilizó un nuevo enfoque llamado DiffPOP (abreviatura de "precipitación diferencial de proteínas") para identificar los objetivos proteicos de los compuestos farmacológicos.

“La aplicación de la técnica DiffPOP para identificar interacciones entre fármacos y proteínas permitió la identificación de una visión completamente inesperada de la biología del VIH”, dice Moresco. "Es un gran ejemplo de cómo la colaboración entre nuestros laboratorios en Salk, así como con el Instituto de Investigación Scripps, que desarrolló la tecnología subyacente, fomenta el descubrimiento".

Los resultados de DiffPOP mostraron que JIB-04 se unía a dos de las enzimas de las células huésped (SHMT2 y BRCC36) cuyo trabajo es rescatar las proteínas que han sido seleccionadas para su eliminación. Algunas enzimas marcan las proteínas como “basura” celular; otros quitan las banderas, salvando así esas proteínas de la destrucción. El equipo de Jones planteó la hipótesis de que el compuesto interfería con la capacidad de estas proteínas para proteger a Tat, lo que permitía que la célula destruyera Tat y mantuviera el virus en estado latente.

Otras pruebas confirmaron su hipótesis: en las células no tratadas con JIB-04, pero en las que las dos enzimas se desactivaron mediante métodos moleculares, los niveles de Tat también disminuyeron. Además, en las células que se trataron con JIB-04, así como en aquellas en las que se desactivaron las dos enzimas, se marcó la degradación de Tat en niveles altos, lo que también sugirió que las enzimas eran responsables de la eliminación de la señal.

"Basándonos en estos fenómenos, creemos que este compuesto puede dirigirse realmente a estas dos proteínas", dice Muyu Xu, investigador asociado de Salk y primer autor del artículo. “Puede tener otros objetivos potenciales, pero este par es uno de ellos. Así que llegamos a la conclusión de que estas enzimas podrían ser factores novedosos que regulan la rotación de Tat en las células”.

Aunque el VIH ha pasado de ser una enfermedad mortal a una condición crónica que se puede mantener a raya con terapias antivirales, el cóctel diario de medicamentos es extremadamente oneroso para las personas que padecen la enfermedad. Los investigadores dicen que comprender los factores que influyen en la estabilidad de Tat es crucial para poder controlar el virus.

“Como investigadores, nos gustaría encontrar una forma de que las personas no tengan que consumir estos medicamentos durante toda su vida”, dice Jones. “Entonces, la idea de inhibir a Tat para llegar a una cura funcional para el VIH es muy atractiva”.

Otros autores incluyeron a Max Chang y Jolene K. Diedrich de Salk; Amey Mukim y Davey Smith de UC San Diego; y John R. Yates III del Instituto de Investigación Scripps.

El trabajo fue financiado por la Fundación Margaret T. Morris, el Programa de Investigación del VIH/SIDA de California y los Institutos Nacionales de Salud (AI044615).