Microbiology

Investigadores de la Baylor College of Medicine han anunciado un avance significativo en la investigación del norovirus humano (HuNoV), publicado en la revista Science Advances. El norovirus es una de las principales causas de gastroenteritis viral aguda a nivel mundial, con consecuencias graves especialmente en niños pequeños, ancianos y personas con sistemas inmunitarios debilitados. Actualmente, no existen vacunas ni terapias antivirales aprobadas para esta enfermedad, y el tratamiento se basa únicamente en medidas de apoyo, como la rehidratación y la reposición de electrolitos.

Hasta ahora, la investigación del HuNoV se ha visto limitada por las dificultades para cultivar el virus en cantidades suficientes en el laboratorio. El equipo de Baylor ha superado este obstáculo, lo que les permitirá llevar a cabo experimentos cruciales para desarrollar estrategias de prevención y tratamiento, así como para comprender mejor la biología del virus. Los investigadores identificaron factores que restringen la replicación viral y desarrollaron un método para superarlos y optimizar el cultivo a largo plazo.

“En 2016, logramos un avance previo al cultivar HuNoV en enteroides intestinales humanos (HIE), o ‘mini-intestinos’ – versiones miniaturizadas del intestino humano cultivadas en laboratorio”, explicó Gurpreet Kaur, estudiante de posgrado en virología y microbiología molecular de Baylor, y primera autora del estudio. “Si bien este sistema permitió a los investigadores infectar células y estudiar el virus, presentaba una limitación importante: el virus no se replicaba de forma continua, como ocurre con muchos otros microorganismos. Después de unas pocas rondas, la replicación del norovirus se detenía, lo que imposibilitaba la obtención de reservas virales duraderas.”

Esta limitación obligaba a los investigadores a depender de muestras de heces de pacientes infectados, que son limitadas, inconsistentes y dificultan la realización de experimentos a gran escala.

“Para superar este obstáculo, estudiamos diferentes versiones de HIE para comprender por qué la replicación del norovirus solía detenerse”, señaló la coautora Dra. Sue Crawford, asistente de profesora de virología y microbiología molecular en Baylor. “Mediante la secuenciación de ARN, un método que mide la actividad génica, descubrimos que los HIE infectados producían altos niveles de quimiocinas, moléculas que ayudan al cuerpo a montar una respuesta inmunitaria. Tres quimiocinas destacaron: CXCL10, CXCL11 y CCL5.”

“Luego investigamos si bloquear la señalización de estas quimiocinas a través de sus receptores permitiría que el norovirus humano se replicara mejor en los HIE”, añadió Kaur. “Probamos un fármaco llamado TAK 779, originalmente desarrollado para bloquear los efectos de las quimiocinas. Cuando se añadió TAK 779 a las culturas de HIE, la replicación del norovirus aumentó drásticamente, propagándose por todas las células de las culturas y logrando una replicación durante 10 a 15 pasajes consecutivos.”

“TAK 779 nos permitió generar lotes consistentes de virus infeccioso a partir de cultivos de laboratorio, en lugar de heces humanas, algo que nosotros y otros investigadores hemos estado buscando durante décadas”, afirmó Crawford.

El equipo también descubrió que no todas las cepas de HuNoV responden de la misma manera a TAK 779. El fármaco mejoró la replicación de la cepa GII.3, así como el crecimiento de las cepas GII.17 y GI.1.

“Observamos que TAK 779 no mejoró la replicación de las cepas GII.4, la causa más común de brotes en humanos”, explicó la autora corresponsal Dra. Mary K. Estes, Profesora Distinguida y titular de la Cátedra Cullen de virología y microbiología molecular en Baylor. La Dra. Estes también es codirectora del núcleo de Sistemas Experimentales Gastrointestinales en el Texas Medical Center Digestive Diseases Center y miembro del Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center de Baylor. “Esta diferencia parece deberse a que los virus GII.4 no desencadenan la secreción de quimiocinas en los HIE, lo que significa que no hay respuesta de quimiocinas para que TAK 779 bloquee. Esto sugiere que un proceso diferente limita el crecimiento de GII.4 en los HIE. Actualmente estamos optimizando nuestras condiciones de cultivo de HIE para permitir el pasaje eficiente de cepas adicionales de HuNoV, incluyendo GII.4.”

Este trabajo representa un gran avance para la investigación del norovirus. Al cultivar y mantener continuamente las cepas de norovirus en el laboratorio y producir reservas virales estables para experimentos, los investigadores pueden realizar estudios exhaustivos de la estructura viral, la detección de fármacos antivirales y el desarrollo de vacunas, incluso en laboratorios que no tienen acceso a muestras de heces de pacientes.