Descifrando el dengue, del Nilo Occidental: medidas adoptadas para el control de los crecientes problemas de salud pública

Mayo 1, 2016 Admin Salud 0 1
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Un equipo de científicos de la Universidad de Michigan y la Universidad de Purdue encontró fundamental tanto de cómo los virus se replican en las células de su huésped y la forma de manipular el sistema inmune como se propagan.

En un estudio programado para su publicación en línea del 6 de febrero en la revista Science, los investigadores dirigidos por Janet Smith, del Instituto de Ciencias de la Vida de la UM describen por primera vez la estructura de una proteína que ayuda a la replicación del virus y propaga la infección.




"Al ver el diseño de esta proteína clave proporciona un objetivo para una posible vacuna o un tratamiento de drogas", dijo Smith.

La proteína, NS1, se produce en las células infectadas, donde juega un papel clave en la replicación del virus. NS1 también se libera en el torrente sanguíneo, donde puede ayudar a enmascarar la infección del sistema inmune del paciente y puede desempeñar un papel en el sangrado que se ve en grave infección del virus del dengue.

El dengue y el virus del Nilo Occidental son miembros de la familia de los flavivirus, que incluye la fiebre amarilla y varios virus de la encefalitis. El dengue, que se ha convertido en un problema de salud pública en 1950, es endémica en la mayoría de los países a lo largo de la franja ecuatorial y se informó en el sur de Estados Unidos, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades. Virus del Nilo Occidental apareció por primera vez en América del Norte en 1999 y rápidamente se extendió a todos los 48 estados contiguos, con cerca de 3.000 casos reportados en 2013. El dengue afecta a 400 millones de personas en todo el mundo cada año.

Smith y sus colegas han creado imágenes de la proteína por cristalografía de rayos X, una técnica que utiliza haces de rayos X para asignar las posiciones de los átomos en un cristal.

"Aislar la proteína con el fin de estudiar ha sido un reto para los investigadores", dijo Smith. "Una vez que encontramos la manera de hacerlo, se cristaliza tan hermoso."

Los investigadores han perseguido durante años porque esta proteína es su papel en la replicación y su liberación en el mundo de la marca de la sangre como un objetivo para el tratamiento de infecciones, dijo Richard Kuhn, profesor y jefe del departamento de ciencias biológicas y de la director Gerald y Bindley Bioscience Center Edna Mann en la Universidad de Purdue.

"Tener la estructura de NS1 es un gran avance en la comprensión y el uso, la proteína a nuestro favor", dijo Kuhn, quien dirigió el equipo de Purdue involucrado en el trabajo. "Comprender cómo la proteína está diseñado ofrece un camino más fácil para entender su papel en el ciclo de vida del virus. Ahora sabemos que las porciones de la proteína diana para el desarrollo de fármacos para apagarlo y detener la progresión de la infección."

Los investigadores encontraron que NS1 tiene una estructura 3-D con dos lados distintos, uno en frente del sistema de la replicación del virus dentro de las células que infecta, y el otro a las células del sistema inmune infectadas exterior.

"Las dos caras de NS1 definen las regiones responsables de sus dos funciones principales", dijo Smith. "Este entendimiento guiar la investigación futura en la disección y los objetivos de estas regiones en el tratamiento o prevención de la enfermedad."

El dengue presenta retos específicos para los investigadores que trabajan en el desarrollo de una vacuna. La enfermedad es causada por cualquiera de cuatro virus relacionados transmitidas por mosquitos. Las personas infectadas por un tipo generalmente se desarrollan síntomas gripales leves, aunque muscular severa y dolor en las articulaciones es común.

Sin embargo, si más adelante mordido por un mosquito portador de otro de los cuatro tipos, la segunda exposición puede provocar una enfermedad grave y la muerte. 01:00-2:00 Esto complica enormemente el desarrollo de una vacuna, dijo Smith.

"No queremos que las primeras personas a las formas graves de dengue entrega de su primer contacto con el virus en forma de una vacuna", dijo.

El desarrollo de una visión más clara de cómo la proteína NS1 interactúa con la enfermedad del sistema inmunitario y las influencias podría allanar el camino para los investigadores a desarrollar una vacuna que protege a las personas - sin aumentar inadvertidamente su riesgo.

"Ahora que entendemos la estructura de la proteína, podemos manipularlo para sondear funciones específicas", dijo Kuhn. "Esto podría conducir a una manera de prevenir cualquier cebado nociva en el sistema inmunológico."

La investigación ha requerido la diferente experiencia de una serie de científicos, dijo Smith. En primer lugar, los investigadores en el laboratorio de Smith cristalizaron la proteína en el Centro de LSI para la biología estructural. Entonces pusieron los cristales en un haz de rayos X en el Advanced Photon Source del Laboratorio Nacional Argonne en Illinois para crear un mapa de la proteína. Ellos utilizan el papel para construir un 3-D en detalle atómico.

El laboratorio Georgios Skiniotis, también LSI UM, utilizó la microscopía electrónica para demostrar cómo la membrana socios NS1 de la célula infectada, los investigadores sospecharon que estaría asociado tanto con la replicación del virus y la evasión inmune. El laboratorio en Purdue Kuhn ha demostrado que a medida que la asociación de la membrana es esencial para la replicación del virus dentro de las células.

"Estamos trabajando con los virólogos Purdue entender exactamente cómo los dos lados de la NS1 ayudan al virus a sobrevivir y prosperar en los pacientes", dijo Smith. "Estos estudios son los próximos pasos hacia una vacuna o medicamento antiviral."

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