La estructura de una enzima única en el cuerpo humano ha sido identificada en un descubrimiento que podría conducir a un tratamiento contra virus mortales como el VIH o la hepatitis C.
Investigadores de la Universidad de Melbourne, participaron en una colaboración internacional para determinar con éxito el modelo molecular de la enzima endomannosidase, que participa en la síntesis de proteínas recubiertas de azúcar en células humanas, y es utilizada por los virus como ayuda a su reproducción.
Al describir la estructura y la actividad de la enzima con un detalle sin precedentes, los nuevos hallazgos publicados en Proceedings of the National Academy of Sciences se allana el camino para el desarrollo de un tratamiento para evitar que los virus secuestren células humanas para sus fines.
“Las implicaciones son muy importantes”, dijo Spencer Williams del Instituto Bio21 de la Universidad de Melbourne. “Las medicinas que se dirijan a esta enzima podrán ser usadas para detener la replicación de virus. Y si no pueden reproducirse, no pueden causar una enfermedad.”
Los esfuerzos previos para desarrollar tratamientos se han centrado en otro grupo de enzimas humanas utilizadas anteriormente en el proceso de infección, pero no han tenido éxito.
“El problema ha sido que este grupo de virus, incluyendo el VIH, la hepatitis C, la fiebre del Dengue y el virus del Nilo Occidental, son capaces de saltarse la vía principal y replicarse a través de una segunda vía con endomannosidase. Así, para un tratamiento efectivo, las dos vías deben ser bloqueadas “, dijo Williams.
A pesar del conocimiento creciente sobre la ubicación de endomannosidase, los científicos seguían sin poder determinar su estructura o descubrir algo sobre el mecanismo catalítico de la enzima. ”Estudiar la endomannosidase ha demostrado ser un reto considerable”, dijo Gideon Davies, líder del equipo de un segundo equipo de investigación en la Universidad de York en Inglaterra.
Sin embargo, al combinar recursos y experiencia internacional, los equipos de investigación lograron por primera vez desarrollar un mapa de la forma de endomannosidase. Al hacerlo, también descubrieron que la enzima puede funcionar a través de un mecanismo completamente nuevo.
Los científicos estudiaron una versión bacteriana de endomannosidase como un modelo para la enzima humana misma, que se fabrica en cantidades suficientes con la bacteria E. coli. A continuación, colocaron una forma cristalizada de la enzima en una potente fuente de luz de rayos X y recogieron la luz reflejada por los átomos individuales de cristal, una técnica tecnológica conocida como Sincrotrón.
El uso de software informático ayudó a los investigadores a combinar los patrones de luz reflejada para construir una imagen tridimensional de la enzima. Esto indica que endomannosidase contiene un pliegue en forma de barril en su estructura molecular, que alberga el centro catalítico de la enzima. Los resultados también indicaron que la enzima tiene algunas características inesperadas.
“Es una sorpresa que ciertos aminoácidos que esperábamos estuvieran presente en los acuerdos específicos, no estuvieran. Como resultado, la hipótesis es que la enzima está haciendo su trabajo de una nueva forma que antes no conocíamos”, dijo Williams.
Ahora los investigadores tienen el modelo molecular de la enzima, que puede comenzar a desarrollar tratamientos farmacológicos. “Estos hallazgos han revelado la forma en que puede bloquearse la ruta de circunvalación, y detener el secuestro de enzimas humanas”, dijo Williams.
Esto podría tener consecuencias significativas para los 180 millones de personas infectadas por virus como el VIH y la hepatitis en todo el mundo, y en última instancia, podría beneficiar a un número aún mayor de personas. “Esperamos que el trabajo conduzca más allá de los virus y señale el camino hacia tratamientos similares para otras enfermedades, incluyendo el cáncer”, dijo Davies.
Comentando sobre los resultados, Keith Stubbs de la Universidad de Australia Occidental en Perth, dijo, “Esta investigación aborda una enzima clave en el procesamiento, que no ha sido rigurosamente estudiado desde una perspectiva estructural y bioquímica. Ahora se abre la puerta para un estudio más sobre la forma en que esta enzima está implicada en la vía de procesamiento, tanto desde el punto de vista biotecnológico como terapéutico. “
Williams advirtió que el éxito del tratamiento puede estar todavía un poco lejos, pero que sus últimos resultados marcan un avance significativo en esta área. ”La ciencia se mueve lentamente y a pequeños pasos”, dijo, “Pero ahora que tenemos los inhibidores de las dos vías vamos a ver si la inhibición dual puede ayudar en la curación de una célula infectada por hepatitis C. Si este es el caso, entonces vamos a tener pruebas consistentes de que nuestra estrategia se puede desarrollar aún más.”
Autor: Laura Greenhalgh
Enlace original: Enzyme blueprint may improve HIV, help C treatment