El virus del herpes labial manipula el ADN humano para propagarse mejor

El virus herpes simple tipo 1 (VHS-1) es el responsable del herpes labial y se trata de una infección muy frecuente, ya que afecta a alrededor de 3.800 millones de personas, según estimaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS)1, y permanece latente en el organismo, de forma que puede reaparecer periódicamente cuando la persona experimenta ciertas situaciones, desde la exposición al sol, al estrés, o el uso de ciertos medicamento.

Ahora, investigadores del Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona2 han hecho un sorprendente hallazgo. En concreto, han descubierto que el virus del herpes labial VHS-1 es capaz de reorganizar el genoma humano para facilitar su propagación. Y lo hace con gran rapidez: en apenas tres horas desde que infecta una célula, cambia la estructura del ADN y “empuja” la cromatina –la forma natural del genoma humano– hacia los bordes del núcleo celular, reduciendo su volumen en un 70%.

La estrategia del VHS-1 para tomar el control

Los virus no pueden reproducirse por sí solos, sino que necesitan introducirse en células vivas y secuestrar su maquinaria interna. Lo que han descubierto los científicos del CRG es que el VHS-1 va un paso más allá al remodelar la forma tridimensional del genoma humano para acercarse a los genes que le resultan más útiles. Los resultados de su estudio se han publicado en Nature Communications3.

“VHS-1 es un interiorista oportunista que remodela el genoma humano con gran precisión y elige con qué partes entra en contacto. Es un nuevo mecanismo de manipulación que no sabíamos que tenía el virus para aprovechar los recursos del huésped”, ha afirmado la Dra. Esther González Almela, primera coautora del estudio, en una nota publicada por el CRG.

Uno de los hallazgos más prometedores del estudio es que, si se bloquea una enzima humana llamada topoisomerasa I, todo el proceso de reorganización del ADN se detiene. Sin esa reestructuración, el virus no puede empezar a reproducirse. Es decir, se corta la infección de raíz antes de que el virus fabrique una sola partícula.

“VHS-1 es un interiorista oportunista que remodela el genoma humano con gran precisión y elige con qué partes entra en contacto”

“En cultivo celular, la inhibición de esta enzima detuvo la infección antes de que el virus pudiera producir una sola partícula nueva”, explica la Profesora de Investigación ICREA Pia Cosma, autora principal del estudio en el Centro de Regulación Genómica (CRG) de Barcelona. “Eso nos proporciona una nueva y potencial diana terapéutica para detener la infección”, añade la investigadora.

Un hallazgo que puede ayudar a reducir complicaciones por VHS-1

Para entender este proceso, el equipo del CRG utilizó herramientas tecnológicas avanzadas. Una de ellas es la microscopía de superresolución, que permite ver estructuras diminutas de apenas 20 nanómetros, unas 3.500 veces más finas que un cabello humano. También emplearon la técnica Hi-C, que permite observar qué fragmentos de ADN están en contacto dentro del núcleo celular.

Con estas técnicas, observaron cómo el VHS-1 inicia su ataque en la primera hora tras la infección: secuestra la ARN-polimerasa II, una enzima humana esencial para fabricar proteínas, y la lleva a sus propias “fábricas virales”. Otras proteínas clave, como la topoisomerasa I y la cohesina, también son arrastradas hacia estas zonas.

Tres horas después, muchas de estas proteínas habían abandonado sus funciones normales, colapsando la transcripción de genes del huésped. Como consecuencia, la cromatina se vuelve más densa y se relega a una capa periférica, reduciendo su volumen drásticamente.

Este cambio de estructura plantea una pregunta interesante. Hasta ahora se creía que la cromatina densa “apagaba” los genes, pero en este estudio se vio que primero se apaga la actividad genética y luego el ADN se compacta. “Siempre pensamos que la cromatina densa apagaba los genes, pero aquí vemos lo contrario: primero se detiene bastante la transcripción y luego el ADN se compacta. La relación entre actividad y estructura podría ser una calle de doble sentido”, destaca el Dr. Álvaro Castells García, primer coautor del estudio.

Aunque en la mayoría de los casos el VHS-1 se manifiesta como herpes labial recurrente, en las personas con defensas bajas o en los recién nacidos puede llegar a causar enfermedades graves, y este nuevo conocimiento sobre cómo el VHS-1 manipula nuestro ADN podría ser clave para frenar brotes, desarrollar nuevos tratamientos y reducir complicaciones, sobre todo ante el creciente aumento de cepas resistentes a los medicamentos disponibles.