Investigadores de la Universidad de Pittsburgh (Estados Unidos) han demostrado por primera vez cómo el poliomavirus de células de Merkel (MCV), causante de un agresivo cáncer de piel llamado carcinoma de células de Merkel, inicia la replicación del ADN en las células huésped.

Publicado en la revista ´PNAS´, el estudio arroja luz sobre la cuestión fundamental de cómo los virus anulan el sistema de replicación del ADN de sus células huésped, cuidadosamente regulado, para hacer cientos de copias nuevas de sí mismos.

"Entender cómo se replica el MCV nos da pistas realmente importantes sobre cómo este virus puede causar cáncer --destaca el coautor principal, el doctor Patrick Moore, profesor distinguido del Departamento de Microbiología y Genética Médica de la Facultad de Medicina de Pitt y del Centro Oncológico Hillman del UPMC--. También proporciona información sobre otros virus causantes de cáncer y por qué algunos virus no causan cáncer. En el futuro, esto podría ayudarnos a desarrollar nuevas terapias o vacunas contra los cánceres causados por la infección".

Moore y el coautor principal, el doctor Yuan Chang, profesor distinguido del Departamento de Patología y del Centro Oncológico Hillman del UPMC, descubrieron por primera vez el MCV en 2008. Según Moore, la mayoría de los adultos albergan este virus, que suele ser inofensivo, pero ocasionalmente causa el carcinoma de células de Merkel, una forma mortal de cáncer de piel.

En el nuevo estudio, dirigido por el doctor Li (James) Wan, investigador postdoctoral asociado, los investigadores colaboraron con el doctor Bennett Van Houten, catedrático del Departamento de Farmacología y Biología Química de Pitt, y con el doctor Matthew Schaich, becario postdoctoral, para estudiar la replicación del MCV con un nivel de detalle nunca visto utilizando un instrumento llamado trampa en C y una técnica denominada SMADNE.

"Hasta ahora, hemos tenido que deducir cómo se replican los virus a partir de imágenes estáticas, que en esencia son sólo una instantánea en el tiempo --explica Moore--. La trampa C nos permite observar cómo las proteínas se unen a una única molécula de ADN en tiempo real en forma de pequeños puntos de luz. Es como ver una película en lugar de una fotografía".

Durante la división celular normal, en el primer paso de la replicación del ADN intervienen unas proteínas llamadas helicasas que forman dos manguitos alrededor de la doble hélice del ADN. Estas mangas se empujan entre sí para descomprimir el ADN de doble hebra en hebras simples, de modo que otras proteínas puedan unirse y realizar los siguientes pasos. Este proceso requiere energía celular en forma de molécula de ATP.

"La replicación del ADN está estrechamente controlada por la célula --indica Moore--. Si alguno de los 3.000 millones de pares de bases que componen nuestro genoma tiene una mutación, puede causar cáncer u otras enfermedades, por lo que se gasta una enorme cantidad de energía en comprobar si hay errores y asegurarse de que las condiciones en la célula son correctas para la replicación".

Conocido como replicación autorizada del ADN, este proceso controlado sólo se produce una vez cada vez que una célula se divide. En cambio, cuando un virus secuestra la maquinaria de replicación del ADN de una célula huésped, se replica cientos de veces.

Esta replicación "sin licencia" no está sujeta al mismo control de calidad y es mucho más propensa a errores. Con el MCV, ciertas mutaciones pueden hacer que todo el código genético del virus, o genoma, se inserte en el genoma de su huésped, provocando que células anteriormente normales experimenten un crecimiento y una división desinhibidos hasta convertirse en cancerosas.

El equipo de Moore y Chang descubrió que la versión de la helicasa del MCV no forma mangas alrededor del ADN, como esperaban. En su lugar, desgarra directamente la molécula de ADN. La helicasa viral puede hacer esto repetidamente sin utilizar ATP, lo que permite al virus competir con la replicación celular normal.

Según Moore, esta investigación podría desembocar en nuevas terapias antivirales, no para el VCM porque suele ser inofensivo, sino para virus estrechamente relacionados, como los conocidos como JC y BK, que son graves problemas para los pacientes de trasplantes o para otros virus cancerígenos.

Además del MCV, se sabe que otros seis virus humanos causan cáncer, entre ellos el virus del papiloma humano (VPH), que provoca cáncer de cuello de útero y de cabeza y cuello, y el herpesvirus del sarcoma de Kaposi --también descubierto por Moore y Chang--, que provoca un tipo de cáncer que se forma en el revestimiento de los vasos sanguíneos y linfáticos.

En el futuro, los investigadores tienen previsto ampliar sus conocimientos sobre la replicación vírica estudiando algunos de estos otros virus cancerígenos en comparación con el VCM.

"Los virus son como pequeños robots, pero tienen mecanismos muy complicados que les permiten percibir su entorno y detectar lo que ocurre en la célula huésped para saber cuándo es más beneficioso pasar de un estado latente a iniciar la replicación --explica Moore--. Aprender cómo se replican es fundamental para desarrollar medicamentos antivirales o vacunas seguras y eficaces que se dirijan a estas proteínas dentro de una célula cancerosa".