/Fuente: Federación Bioquímica de la Provincia de Buenos Aires – FABA Informa/

Un estudio de investigadores del CONICET revela que la proteína antitumoral p53 reprime la replicación del virus del papiloma humano a través de la formación de gotas líquidas intracelulares conocidas como “condensados biomoleculares”.

Por Ana M. Pertierra

Una novedosa interacción molecular que involucra gotas líquidas en el seno de las células permite comprender la inhibición de la replicación del virus del papiloma humano (VPH), cuyas cepas oncogénicas son responsables del cáncer de cuello de útero, ano y cavidad orofaríngea, entre otros, por parte de una proteína reguladora de cáncer, conocida como p53. El hallazgo de científicos y científicas del CONICET en el Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-Fundación Instituto Leloir) también contribuye a la descripción de mecanismos celulares fundamentales que podrían tener implicancias en el desarrollo de medicamentos para enfermedades virales, oncológicas y neurodegenerativas.

FABAinforma entrevistó a la Dra. Silvia Susana Borkosky, Investigadora asociada en el Laboratorio de Estructura-Función e Ingeniería de Proteínas del Instituto de Investigaciones Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA) CONICET – Fundación Instituto Leloir (FIL) y autora principal del trabajo publicado en Journal of Molecular Biology.

¿Podría explicar en qué consiste este hallazgo?

A través del estudio pudimos demostrar en ensayos in vitro y en modelos celulares que la proteína oncosupresora p53 interactúa con la proteína E2 del virus del papiloma humano 16 (HPV16) de alto riesgo formando condensados biomoleculares. Este hallazgo es muy importantes no solo porque demuestra por primera vez condensados funcionales de p53 en el contexto viral, sino porque además es el primer trabajo en vincular el fenómeno de separación de fases con HPV.

¿Qué son los condensados biomoleculares y en qué procesos biológicos están involucrados?

La condensación biomolecular, también denominada separación de fases líquido-líquido, es un fenómeno fisicoquímico, que permite compartimentar dinámicamente el espacio intracelular. Los condensados biomoleculares concentran macromoléculas, fundamentalmente proteínas y ácidos nucleicos, dando lugar a una fase densa (que asemeja gotas líquidas) que coexiste con una fase diluida. Este mecanismo rige la formación de las denominadas organelas sin membrana, las cuales cumplen roles en un amplio número de procesos, entre ellos endocitosis, almacenamiento y procesamiento del RNA, regulación traslacional, respuesta inmune, regulación de la transcripción y apoptosis, entre otros. Por otro lado, cada vez hay mayor evidencia acerca de la implicancia de los condensados biomoleculares en un gran números de patologías, principalmente enfermedades neurodegenerativas (esclerosis múltiple, esclerosis lateral amiotrófica, enfermad de Parkinson) como así también en cáncer y en infección viral, campo en el cual se ha demostrado que ciertas familias de virus a RNA son capaces de organizar su replicación y transcripción a través de verdaderas fábricas virales “líquidas”.

¿Sobre qué cepas de HPV trabajaron in vitro y en qué modelos animales para demostrar este mecanismo?

Trabajamos in vitro con la proteína E2 del HPV de alto riesgo tipo 16. También contamos con resultados preliminares aun no publicados con HPV6 (tipo viral de bajo riesgo). En este trabajo no empleamos modelos animales, pero si empleamos líneas celulares en cultivo, en las cuales transfectamos (para permitir la sobre-expresión) vectores que contienen la secuencia codificante del gen de E2 de HPV16 y de p53. En este momento estamos iniciando colaboraciones para llevar a cabo experimentos celulares en modelos de infección viral.

La condensación biomolecular, también denominada separación de fases líquido-líquido, es un fenómeno fisicoquímico, que permite compartimentar dinámicamente el espacio intracelular.

¿Qué impacto o aplicaciones puede tener este nuevo conocimiento para otros virus y de qué tipo?

La condensación biomolecular está en auge y ha revolucionado la interpretación acerca de la temporalidad en que ocurren las reacciones bioquímicas en la célula, permitiendo compartimentar el entorno intracelular en gran número de procesos fisiológicos y patológicos. Este mecanismo se extiende, además, al campo de la infección viral, en donde viene siendo ampliamente estudiada en virus a RNA, especialmente en Mononegavirales, demostrando que familias de estos virus son capaces de formar verdaderas fábricas de replicación líquidas en el citoplasma. Por otro lado, aún no hay certeza de que las fábricas o complejos de replicación de los virus a DNA que replican en núcleo (como lo es el HPV) sean verdaderos condensados de naturaleza fluida. Nuestro trabajo es de gran aporte ya que evidencia que una de las proteínas virales clave para la replicación y transcripción de HPV es capaz de formar condensados cuando interactúa con p53, y estos se disuelven o bien forman otro tipo de estructuras en presencia de diferentes tipos de DNA. De esto deducimos que el rol inhibitorio de p53 sobre la replicación viral podría deberse a esta condensación con E2 y que las fábricas o centros de replicación de HPV podrían reunir las propiedades materiales típicas de los condensados. Otros virus a DNA pertenecientes a la familia Herpesviridae, cuentan con proteínas análogas a E2, tanto funcional como estructuralmente, y por ello los hallazgos de nuestro estudio podrían extenderse a éstos y también a otros virus a DNA oncogénicos. Asimismo, casi todos los virus a DNA replican en el núcleo, utilizando la maquinaria de replicación celular y manipulando otros mecanismos celulares en beneficio propio. Por ello, nuestros descubrimientos nos permiten concluir que en el escenario de infección viral, la formación de condensados biomoleculares permitiría ordenar y coordinar la transcripción y replicación virales en el núcleo de modo tal de lograr una organización espacio-temporal regulada por la interacción virus-hospedador. En esta línea, creemos que la proteína celular p53, así como lo demostramos para el contexto de HPV, es capaz de formar condensados en respuesta a estrés por otras infecciones virales e incluso en otras patologías como por ejemplo cáncer, en donde p53 está mutada o inactiva.

¿Qué repercusión puede tener para la farmacología y/o nuevos tratamientos virales?

Actualmente se están llevando a cabo estudios que proponen a los condensados biomoleculares asociados a patologías como blancos terapéuticos. En este contexto se ha visto que varias drogas son a capaces de disolver los condensados presentes en varios tipos de cáncer y enfermedades neurodegenerativas.

También, estudios recientes han demostrado la presencia de drogas antitumorales dentro de condensados, lo que indica que es factible que esta distribución selectiva produzca un cambio en las propiedades materiales de estos condensados aberrantes. En cuanto al tratamiento de infecciones virales, se están identificando compuestos que en modelos experimentales son capaces de controlar la replicación viral por diferentes mecanismos, tanto inhibiendo su formación como desorganizando y rigidizando los condensados. Es muy probable que en el futuro surjan drogas antivirales de amplio espectro que tomen como blanco proteínas cruciales para la formación de condensados y conservadas en las diferentes familias virales. El empleo de drogas dirigidas directamente a los condensados permitiría la modulación farmacológica de patologías que hoy no tienen tratamiento.