Investigadoras argentinas logran ver un mecanismo clave para la replicación del dengue

Laura Estrada es física y madre de tres hijos: Sofía (8), Nacho (6) y Agustina (3). Un día de 2013, cuando recién había retornado al país después de completar un posdoctorado en los Estados Unidos, se cruzó, en un encuentro sobre mujeres en la ciencia, con Andrea Gamarnik, viróloga molecular multipremiada y nombre de referencia internacional en la biología del virus del dengue. Una le contó a la otra qué estaba investigando y, antes de despedirse, encontraron un interés en común. Recuerda Andrea: "Entonces, Laura me dijo: ‘¿Y si construimos un microscopio especial para hacer esto?’ Le seguí la corriente y redoblé la apuesta: ‘Si vos hacés eso, yo te hago un virus específico para que puedas verlo en ese dispositivo".

Así comenzó un trabajo de varios años que no solo puso a punto técnicas novísimas de microscopía, sino que permitió cartografiar por primera vez el recorrido que realiza dentro de la célula la cápside, proteína que envuelve el material genético del virus del dengue, clave para su replicación en el organismo. El estudio, realizado por cuatro investigadoras mujeres, acaba de publicarse en Scientific Reports, una revista del grupo Nature.

"Aquella vez, Andrea me contó lo que estaba haciendo y yo, lo que iba a hacer, porque estaba recién llegada y eran todos deseos, anhelos –comenta Laura–. Muy sabiamente, ella me dijo ‘Fantástico, cuando tengas todo armado (porque yo prometía muchas cosas), llamame y vamos a tener la oportunidad de trabajar juntas. Un año y medio más tarde, había montado en el laboratorio de Ciudad Universitaria un instrumento que permitió unir la física y la virología. Es algo que requiere mucho esfuerzo, pero acá está nuestro primer trabajo juntas, y felices".

Alto tránsito

Estrada se había especializado en técnicas avanzadas de microscopía aplicadas a problemas biológicos, en el laboratorio de Enrico Gratton, biofísico de la Universidad de California en Irvine, Estados Unidos, que había trabajado en Ébola y VIH, y que desarrolla instrumentos que no se venden comercialmente. En particular, en un microscopio que él había creado. Laura armó otro de esos aparatos y volvió a la Argentina con la idea de instalar esa tecnología en el país. "Eso fue lo que le prometí a Andrea: voy a armar un microscopio que te va a permitir seguir la cápside durante horas en una célula viva", recuerda.

Fue un largo esfuerzo, no solo de Laura y Andrea, sino de sus respectivas becarias, Manuela Gabriel, integrante del grupo de Estrada, y Guadalupe Costa Navarro, del laboratorio de Gamarnik, hoy ya doctorada. Dueñas de una energía capaz de derribar montañas, frecuentemente los mensajes entre estas trabajadoras incansables se cruzaban a altas horas de la noche. "Laura me decía: ‘les doy de comer a los chicos, los acuesto y pienso’", comenta Andrea, que no se quedaba atrás.

La cápside es una proteína infinitesimal que "empaqueta" el genoma viral del dengue, una molécula de ARN como la del coronavirus. "La proteína de cápside forma lo que se llama ‘núcleo cápside’ –explica Gamarnik–, y se acumula en el corazón de la partícula viral". Es esencial para que se formen los virus y para que éstos puedan infectar nuevas células humanas o del mosquito, por lo que resulta un blanco muy interesante para el desarrollo de estrategias antivirales".

"Vimos que, cuando el virus infecta una célula, la proteína de cápside rápidamente se acumula en el citoplasma (la parte que rodea el núcleo) y en el lapso de horas se moviliza al núcleo celular, donde se concentra en los nucleolos. Este movimiento lo observamos en tiempo real", comenta la física Manuela Gabriel en un comunicado que distribuyó la Fundación Instituto Leloir. Y agrega que, como resultado de este trabajo, se registró que la proteína se comporta de manera muy diferente según la región en la que se encuentre dentro de la célula. "Por ejemplo, dentro del citoplasma, la cápside se mueve sin una dirección preferencial, mientras que en el núcleo de la célula muestra un movimiento mucho más organizado, lo que sugiere algún grado de interacción con el entorno", destaca.

Las investigaciones pudieron determinar que la proteína recorre aproximadamente un área de 20 micrones cuadrados por segundo, indica Costa Navarro. Y agrega: "También determinamos que esta velocidad se modifica con el tiempo transcurrido desde el comienzo de la infección, datos que dieron información sobre el comportamiento de la molécula".

Mapas de las trayectorias

Lo importante es que esta proteína tiene muchas funciones y durante la infección se mueve a distintos compartimentos celulares. "Sabemos muy poco o nada de las funciones que cumple esta movilidad –subraya Gamarnik–. Se va al núcleo, se concentra en el nucleolo (una región del núcleo), va a las gotitas de lípidos (lipid droplets) que están en el citoplasma de las células, y que modulan el metabolismo de producción de lípidos en la célula. Se acumula alrededor de las gotas de lípidos y a su vez modula la producción de lípidos en la célula. Esto indica que el virus modifica procesos celulares que le ofrecen un ambiente más favorable para multiplicarse. Una de las cosas que hace la cápside es ir al núcleo y concentrarse en los nucleolos. ¿Y qué hace ahí adentro? Lo desconocemos. Con Laura, trazamos algo así como mapas de las trayectorias que sigue la proteína en el citoplasma".

Y agrega Estrada: "Lo que pudimos lograr en este trabajo fue visualizar por primera vez un ‘mapa del flujo molecular’. Se podría trazar una analogía con cartografiar las trayectorias de los autos en hora pico en las entradas y salidas de Buenos Aires. Ver qué entradas son más concurridas, en qué dirección se mueven los vehículos, si en todas hay el mismo tránsito...".

Un detalle de color es que finalmente, para este trabajo, no pudieron emplear el microscopio de última generación que Estrada armó en la Ciudad Universitaria. Se usó para para mediciones de vesículas en neuronas, para fabricar dispositivos tridimensionales en microescala y la dinámica de un compuesto fotoliberable, y está a disposición de científicos y científicas de todo el país. Pero a medio camino, cuando se encontraban con que las mediciones no estaban resultando y estaban a punto de desmoralizarse, el laboratorio donde Estrada había hecho su posdoctorado desarrolló un nuevo método de análisis de imágenes muy cercano a lo que había estudiado en su doctorado.

"Cuando lo vi –comenta Laura–, rápidamente nos pusimos a trabajar y a los pocos meses ya teníamos esta técnica optimizada y puesta en funcionamiento en la Argentina. Tomamos las imágenes con un microscopio del Instituto Leloir (que se encuentra entre los más avanzados del país) y las procesamos de una manera también muy novedosa. Nuestro paper debe ser el tercero o cuarto que utiliza este método".

Concluye Gamarnik: "Al ser un trabajo interdisciplinario, al principio las reuniones de discusión de experimentos entre Manuela, Guadalupe, Laura y yo, eran caóticas. Hablábamos en dos idiomas. Llamábamos a la misma cosa con diferente terminología, o usábamos palabras que querían decir cosas distintas para la física y para la virología. Fue un proceso muy enriquecedor".