Investigadores del Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinarias y el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) han descubierto que la cápside del VIH actúa como transportador molecular y, como tal, puede romper directamente una barrera crucial, que normalmente protege el núcleo celular contra los invasores virales, y esta forma de contrabando mantiene el genoma viral invisible para los sensores antivirales en el citoplasma.

Cuarenta años después de que se descubriera que el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH) era la causa del SIDA, disponemos de terapias que mantienen eficazmente el patógeno bajo control, pero todavía no existe una cura. El virus infecta determinadas células inmunitarias y secuestra su programa genético para multiplicar y replicar su propio material genético.

Luego, las células infectadas producen la siguiente generación de virus hasta que finalmente son destruidas. Los síntomas de inmunodeficiencia del sida son el resultado de la pérdida masiva de células inmunitarias que normalmente combaten los virus y otros patógenos.

Para utilizar los recursos de la célula huésped, el VIH debe pasar de contrabando su material genético a través de las líneas de defensa celular hasta el núcleo celular. El núcleo, sin embargo, está estrechamente custodiado. Su envoltura nuclear evita que proteínas no deseadas o virus dañinos entren en el núcleo y que las macromoléculas se escapen de forma incontrolada. Sin embargo, algunas proteínas seleccionadas pueden pasar porque la barrera no está herméticamente sellada.

Miles de diminutos poros nucleares en la envoltura nuclear proporcionan un pasaje. Controlan estos procesos de transporte con la ayuda de importinas y exportinas, transportadores moleculares que capturan cargas con "códigos de acceso" moleculares válidos y las entregan a través del canal del poro nuclear. Un material "inteligente" convierte estos poros en una de las máquinas de clasificación y transporte más eficientes de la naturaleza.

Este material "inteligente", llamado fase FG, es gelatinoso e impenetrable para la mayoría de las macromoléculas. Llena y bloquea el canal del poro nuclear. Las importaciones y exportaciones, sin embargo, pueden pasar porque sus superficies están optimizadas para deslizarse a través de una fase FG.

El control de los límites de la célula en la fase FG se produce extremadamente rápido: en milisegundos. Asimismo, su capacidad de transporte es enorme: un solo poro nuclear puede trasladar hasta 1.000 transportadores por segundo a través de su canal. Incluso con una densidad de tráfico tan alta, la barrera de los poros nucleares permanece intacta y sigue suprimiendo los cruces fronterizos no deseados. El VIH, sin embargo, subvierte este control.

El trabajo, dirigido por Dirk Görlich en el Instituto Max Planck de Ciencias Multidisciplinarias y Thomas Schwartz en el Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT), se ha publicado en ´Nature´.

Material genético de contrabando

"El VIH empaqueta su genoma en una cápside. La evidencia reciente sugiere que el genoma permanece dentro de la cápside hasta que llega al núcleo y, por tanto, también cuando atraviesa el poro nuclear. Pero existe un problema de tamaño", explica Thomas Schwartz del MIT. El canal de poro central tiene de 40 a 60 nanómetros de ancho. La cápside tiene un ancho de unos 60 nanómetros y podría pasar fácilmente a través del poro. Sin embargo, una carga celular normal todavía estaría cubierta por una capa transportadora que añade al menos otros diez nanómetros.

La cápside del VIH tendría entonces 70 nanómetros de ancho, demasiado grande para un poro nuclear. "Sin embargo, la tomografía crioelectrónica ha demostrado que la cápside del VIH penetra en el poro nuclear. Pero hasta ahora ha sido un misterio cómo sucede esto en la infección por VIH", afirma Görlich, director de Max Planck.

Junto con Schwartz, ha descubierto cómo el virus supera su problema de tamaño, concretamente mediante una sofisticada adaptación molecular. "La cápside del VIH se ha convertido en un transportador con una superficie similar a la importina. De esta forma, puede deslizarse a través de la fase FG del poro nuclear. De este modo, la cápside del VIH puede entrar en el poro nuclear sin ayudar a los transportadores y evitar el mecanismo de protección que de otro modo impediría que los virus invadan el núcleo celular", explica el bioquímico.

Su equipo ha logrado reproducir las fases de FG en el laboratorio. "Bajo el microscopio, las fases FG aparecen como esferas del tamaño de un micrómetro que excluyen por completo las proteínas normales, pero prácticamente absorben la cápside del VIH con su contenido", informa Liran Fu, uno de los primeros autores del estudio.