Una asociación internacional de científicos ha conseguido explicar el mecanismo por el que la hepatitis C (VHC) reprograma el metabolismo humano e identificado nuevos caminos de resistencia anti-viral. La infección viral es uno de los principales retos médicos del siglo XXI, que van desde la epidemia del virus de hepatitis C (VHC), que afecta al 3 por ciento de la población mundial, a los recientes brotes de virus del Nilo, Zika y Ébola.
Los virus son parásitos que carecen de la maquinaria metabólica básica necesaria para replicarse, por lo que, para solucionar este problema, secuestran la maquinaria metabólica de sus anfitriones con el fin de completar su ciclo de vida y propagarse. Sin embargo, los científicos aún no comprenden del todo la interacción metabólica entre los virus y los organismos que infectan, principalmente por la compleja interacción entre los genes humanos y los procesos metabólicos.
Ahora, en la nueva investigación que se publica en la revista 'Nature Chemical Biology', un grupo internacional de investigadores dirigido por la Universidad Hebrea de Jerusalén, en Israel, identificó sistemáticamente una serie de interruptores genéticos que controlan la respuesta metabólica a la infección por el virus de la hepatitis C.
Seleccionando cuidadosamente los fármacos que se dirigen a estos interruptores genéticos, los científicos pudieron mostrar cómo estos genes controlan procesos metabólicos, como el metabolismo de la glucosa y de los lípidos, y establecer cómo estos procesos afectan al ciclo de vida del virus.
Sorprendentemente, mientras que algunos procesos metabólicos fueron beneficiosos para el virus, por ejemplo, proporcionándole bloques de construcción para su material genético para que pueda replicarse más rápido, otros procesos metabólicos fueron sorprendentemente anti-virales, alterando el ciclo de vida viral.
Rechazo celular de los virus
'Ésta es la primera indicación de que nuestras células pueden bloquear la replicación de los virus 'Flaviviridae', como VHC y Zika, rechazándolos a partir de bloques de construcción fundamentales que los virus necesitan para sobrevivir --explica el profesor Yaakov Nahmias, director del Centro Alexander Grass de Bioingeniería en la Universidad Hebrea de Jerusalén, que dirigió el estudio--. Nuestros resultados presentan un nuevo enfoque para tratar la infección por el virus dirigiéndose a la regulación genética de los procesos metabólicos en los que se basan los virus'.
El metabolismo es un fenómeno complejo que está regulado principalmente por interruptores genéticos llamados receptores nucleares, que son una familia de proteínas que se encuentran dentro de las células que se activan por los metabolitos, como ácidos grasos o glucosa, en calidad de sensores que permiten a las células detectar y responder a cambios en la nutrición mediante la regulación de la expresión de cientos de genes. Los virus como la hepatitis C pueden interferir con esta regulación metabólica. Cuando esto sucede, se produce la enfermedad de hígado graso y la diabetes en los pacientes infectados.
Para encontrar el mecanismo por el cual los virus como la hepatitis C pueden interferir con la regulación del metabolismo, los investigadores utilizaron un nuevo modelo de laboratorio de células hepáticas humanas desarrolladas por el profesor Nahmias. Mediante la cartografía del metabolismo de las células hepáticas infectadas y las células normales del hígado, los investigadores pudieron centrarse en los procesos metabólicos alterados e identificar los receptores nucleares responsables de su desregulación.
'Éste es un enfoque fascinante --dice el profesor Oren Shibolet, jefe del Departamento de Gastroenterología del Centro Médico de Tel Aviv Sourasky y la Universidad de Tel-Aviv y un coautor del estudio--, ya que se puede aplicar la misma metodología para estudiar la regulación del metabolismo del cáncer de hígado y otras infecciones para posiblemente identificar nuevas dianas terapéuticas'.
Una vez que los investigadores identificaron los interruptores genéticos que controlan los procesos metabólicos alterados, bloquearon cada receptor nuclear usando productos farmacéuticos y estudiaron los efectos de esta inhibición en el virus. Aunque el bloqueo del metabolismo de la glucosa era perjudicial para el virus, bloquear el metabolismo de lípidos tuvo el efecto inverso, elevando la replicación del VHC, unos resultados que fueron validados en una pequeña cohorte de pacientes con VHC.
Los autores señalan que la familia de virus 'Flaviviridae', que incluye la hepatitis C, el dengue, el virus del Nilo Occidental, de la fiebre amarilla y el virus Zika, se les consideraba anteriormente expertos ingenieros metabólicos que optimizan el secuestro de la maquinaria metabólica del huésped para crear más virus.
'Fue sorprendente ver que las células hepáticas humanas podrían utilizar procesos metabólicos para resistir la infección viral', afirma el profesor Jörg Timm, coautor del Instituto de Virología de la Universidad de Düsseldorf, en Alemania. 'Iba en contra de nuestra comprensión común de los virus como ingenieros expertos metabólicos, lo que sugiere nuevas vías para dirigirse a la infección por virus', añade.