Investigadores de la Escuela de Medicina de la Universidad de Carolina del Norte (UNC), en Chapel Hill, Estados Unidos, han identificado una proteína viral que juega un papel importante en la formación del virus respiratorio sincitial (VRS), que es la causa más frecuente de hospitalización en niños menores de un año de edad.
El descubrimiento, publicado en Journal of Clinical Investigation, es el primer paso hacia la realización de mejores diagnósticos y el desarrollo de tratamientos potenciales para una infección que afecta a casi todos los niños antes de que alcancen la edad de 3 años y causa una enfermedad grave en el 3 por ciento de los infectados.
'Sabíamos desde hace mucho tiempo que el VRS tiene una mayor propensión, en comparación con otros virus respiratorios, a causar la obstrucción e inflamación de las estrechas vías respiratorias del pulmón infantil, dando lugar a bronquiolitis severa', señala el autor principal del artículo, Raymond Pickles, profesor asociado de Microbiología e Inmunología.
'Lo que demostramos ahora es que VRS tiene mayor capacidad de obstruir las vías respiratorias porque el virus expresa una proteína específica que codifica VRS, o NS2, en las células epiteliales, causando el esparcimiento de estas células desde el revestimiento de las vías respiratorias hasta el lumen, lo que conduce a la obstrucción del flujo de aire en las vías respiratorias pequeñas y una inflamación severa', especifica.
De acuerdo con este estudio, esta proteína NS2 y su efecto de esparcimiento de las células epiteliales hacen a VRS, con mucho, la causa más común de la bronquiolitis en los niños pequeños por lo demás sanos. 'Fue dificil hallar las diferencias entre el VSR y otros virus respiratorios comunes que podrían explicar el aumento de la enfermedad causada por el VRS', reconoce Pickles.
Para ello, el equipo comparó la capacidad del virus de VRS y de la parainfluenza (PIV3), otro virus común en niños que causa enfermedad de las vías respiratorias mucho menos severa, para infectar y causar respuestas inflamatorias en un modelo de cultivo de células epiteliales humanas, que componen el revestimiento del pulmón de las vías respiratorias.
Esta comparación no dio indicios de por qué VRS y PIV3 producen esas diferencias de severidad pero los científicos se dieron cuenta de que las células epiteliales infectadas por VRS se veían muy diferentes durante la infección en comparación con las personas infectadas por el PIV3.
Mientras que las células epiteliales infectadas por PIV mantuvieron su forma natural alargada, las mismas células infectadas con VRS se hicieron reagruparon e hincharon el epitelio de las vías respiratorias, haciendo que las células infectadas se acumulen en el lumen de la vía aérea. 'Nuestra hipótesis es que, dado que el VRS y PIV3 son virus muy similares, estos efectos diferentes tienen que deberse a diferencias en los tipos de genes que el VRS expresa', argumenta Pickles.
Al no haber muchos genes en el VRS y mediante la generación de virus mutantes en el laboratorio, el equipo de Pickles encontró que un gen específico de VRS, el gen NS2, fue el responsable de la formación de bolas en las células infectadas por VRS de las vías respiratorias.
Los investigadores decidieron diseñar PIV3 para expresar el gen NS2 del VRS. Cuando infectaron las células humanas de las vías respiratorias en el laboratorio con el virus de ingeniería, vieron que las células infectadas formaban una esfera y se dirigían hacia el epitelio de las vías respiratorias. 'Las células infectadas por PIV3 que expresa el gen NS2 de VRS eran exactamente como las células infectadas por VRS', afirma Liesman.
Pickles y Liesman utilizaron su PIV rediseñado para expresar NS2 de VRS en modelos experimentales y encontraron que la infección de las vías respiratorias estrechas del pulmón por PIV3 por sí solo causó niveles moderados de inflamación, pero después de la infección por PIV3 que expresa el gen NS2 de VRS, las células epiteliales que recubren las vías respiratorias estrechas se esparcieron rápidamente por el lumen de las vías respiratorias. Este desprendimiento se produjo a una velocidad tal que las células obstruyeron el lumen de la vía aérea, provocando una inflamación excesiva.
Pickles ya está tras la pista de un biomarcador humano que alerte de si un niño infectado con VRS está en mayor riesgo de desarrollar enfermedad pulmonar grave. Un biomarcador sería clave para desarrollar una herramienta de diagnóstico y ayudaría a los ensayos clínicos que tienen como objetivo impulsar terapéutica antiVRS.
Mediante el uso de modelos experimentales, Pickles ya ha encontrado biomarcadores moleculares candidatos que indican si las células epiteliales en las vías respiratorias más pequeñas están expresando la proteína NS2 del VRS y ahora está iniciando estudios para buscar los mismos biomarcadores en los niños infectados con VRS.
En cuanto a si estos resultados podrían conducir a mejores tratamientos contra el VRS, Pickles cree que podría ser posible suprimir la capacidad de NS2 de esparcir las células epiteliales infectadas de la vía aérea. Aunque frustar este efecto de derrame no para la infección por VRS ni reprime los síntomas típicos, podría limitar la capacidad del virus para propagarse por lugares más pequeños de las vías respiratorias que son los más propensos a ser obstruidos por células que se desprenden durante la infección, lo que llevaría a una infección menos grave y menos hospitalizaciones.