Los científicos crean un mapa para descubrir cómo los virus de la gripe se destruyen y replican en las células

El martes 21 de julio de 2026, expertos del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL Hamburgo) y el Instituto Leibniz de Investigación en Farmacología Molecular (FMP) publicaron un estudio en profundidad que describe cómo el virus de la influenza A altera la estructura de las células humanas después de la infección. La metodología innovadora permitió al equipo observar interacciones entre proteínas dentro de células intactas, a diferencia de métodos anteriores que requerían fragmentación de muestras.

A nivel mundial, la gripe estacional es responsable de entre 3 y 5 millones de casos graves y hasta 650.000 muertes al año. Históricamente, el virus de la gripe A también ha estado detrás de grandes pandemias, como la devastadora gripe española de 1918, lo que pone de relieve la importancia de comprender su mecanismo de acción.

Una vez que el virus invade la célula, inyecta su ARN, que lleva las instrucciones necesarias para sintetizar proteínas virales. Estas proteínas se dispersan, reorganizando los sistemas moleculares de la célula huésped para convertirla en una fábrica de nuevas partículas virales.

Comprender el comportamiento del virus de la gripe en células no fragmentadas

Tener un conocimiento más profundo sobre estas interacciones es crucial para que la comunidad científica pueda crear vacunas y antivirales más potentes contra la influenza. Para lograr esto, es esencial identificar qué proteínas virales interactúan con las proteínas humanas, las ubicaciones de estas interacciones y cómo el virus las manipula para replicarse.

Este nuevo estudio representa un hito, al ser el primero en mapear los contactos directos entre las proteínas del virus de la influenza y las proteínas humanas a gran escala, dentro de células infectadas que permanecen intactas. El nivel de precisión estructural alcanzado permitió a los investigadores simular cómo interactúan y se acoplan las proteínas.

“Nuestro trabajo proporciona un nuevo enfoque para investigar las interacciones entre el virus de la influenza y su huésped en su entorno natural, proporcionando información estructural valiosa”, dijo Jan Kosinski, líder del grupo en EMBL Hamburgo y el Centro de Biología de Sistemas Estructurales (CSSB). Añadió que “los hallazgos actuales son un vistazo a una etapa de la infección y allanan el camino para examinar las interacciones virus-huésped a lo largo del ciclo infeccioso”.

Nueva metodología resuelve desafíos en la observación del virus

Monitorear las interacciones entre proteínas durante una infección activa es una tarea muy compleja. Investigaciones anteriores a menudo utilizaban técnicas bioquímicas que requerían que las células se rompieran antes de poder medir los contactos de las proteínas.

Un procedimiento de este tipo puede introducir distorsiones en el escenario real dentro de la célula viva. Cuando se alteran los compartimentos internos, las proteínas que estaban previamente aisladas pueden interactuar artificialmente en el entorno del laboratorio. Además, se pueden perder conexiones más frágiles, transitorias o localizadas, lo que dificulta determinar interacciones genuinas durante la infección.

“Fue en ese momento cuando nos dimos cuenta de que nuestros socios, Boris Bogdanow y Fan Liu de FMP Berlín, habían creado una versión mejorada de la espectrometría de masas de reticulación (XL-MS), un método establecido para identificar contactos de proteínas, pero ahora específicamente adaptado a las células infectadas por virus”, explicó Kosinski.

Esta metodología especializada representó un paso adelante crucial para el grupo. Permitió registrar interacciones que ocurren durante períodos muy cortos o en áreas específicas de una célula infectada.

“XL-MS nos permite registrar interacciones proteína-proteína directamente en células infectadas intactas, además de ofrecer datos estructurales sobre la mecánica de estas interacciones”, detalló Bogdanow, ahora líder del grupo de investigación junior en el Instituto Charité de Virología – Universitätsmedizin Berlin. Añadió que “esto proporciona una comprensión de la interfaz entre el virus y la célula humana y puede, mediante modelos estructurales, ayudar a identificar puntos de intervención para el desarrollo futuro de fármacos”.

AlphaFold mejorado: experimentos puente y modelado estructural

El equipo de investigación integró los datos obtenidos con XL-MS con técnicas de modelado estructural computacional. Esta combinación permitió identificar proteínas virales y humanas que interactúan, además de estimar el posicionamiento de estas proteínas durante la conexión.

Al crear estos modelos estructurales, los científicos utilizaron una versión adaptada de AlphaFold, el renombrado algoritmo de predicción de la estructura de proteínas ganador del Premio Nobel.

“La gran ventaja de la metodología AlphaFold modificada fue la posibilidad de incorporar directamente nuestros datos experimentales de entrecruzamiento en el modelado estructural”, aclaró Kosinski. “Esta inserción guía el modelo sobre qué porciones de las proteínas virales y del huésped están muy próximas en las células infectadas, lo que ha demostrado ser particularmente útil para los complejos virus-huésped, que a menudo son difíciles de predecir con precisión”.

El virus de la gripe utiliza dos tácticas principales para controlar las células

Los hallazgos del estudio, publicado en la revista Nature Microbiology, apuntan a dos estrategias notables que emplea el virus de la influenza A para tomar el control de las células.

La primera estrategia implica la hemaglutinina, una proteína presente en la superficie del virus. El virus de la gripe lo utiliza para conectarse y penetrar en las células huésped. Los investigadores monitorearon esta proteína mientras viajaba a través de la compleja red interna de transporte y procesamiento celular.

Esta red está formada por compartimentos especializados que pliegan, modifican y preparan las proteínas antes de dirigirlas a su destino final. El análisis reveló que varias proteínas humanas contribuyeron al correcto plegamiento y modificación de la hemaglutinina durante la infección, y algunas de estas proteínas del huésped tenían funciones previamente poco aclaradas.

El virus de la gripe disuelve estructuras en el núcleo celular para replicarse

El segundo gran descubrimiento se centró en los paraspeckles, pequeños compartimentos en forma de gotas que se encuentran dentro del núcleo celular. El equipo observó que la infección por el virus de la influenza A provocaba que estas estructuras se disolvieran.

Con la ruptura de los paraspeckles se liberaron proteínas que se unen al ARN y que allí estaban almacenadas. Posteriormente, el virus puede emplear estas proteínas para impulsar su propia replicación.

“Los Paraspeckles fueron la revelación más sorprendente para nosotros”, comentó Iuliia Kotova, ex becaria de doctorado del Grupo Kosinski en EMBL Hamburgo, ahora en ETH Zurich, y autora principal de la publicación. Enfatizó que “ver cómo estos pequeños orgánulos en el núcleo se desintegran, de manera consistente en todas las líneas celulares y cepas de gripe analizadas, nos sugiere que esto no es un mero efecto secundario de la infección, sino más bien una posible estrategia viral”.

“También puede haber un segundo beneficio para el virus: hay evidencia de que los paraspeckles ayudan en las respuestas al estrés celular y en la modulación de los genes antivirales. Por lo tanto, desorganizarlos también podría debilitar segmentos de la defensa de la célula”, añadió Kosinski.

La colaboración entre instituciones impulsa la investigación innovadora

Este proyecto fue el resultado de la experiencia y la tecnología conjuntas de tres importantes instituciones. La espectrometría de masas reticulada fue realizada por investigadores de Charité, con sede en Berlín. Los análisis glicoproteómicos se completaron en el Centro de Proteómica EMBL.

El equipo realizó el modelado utilizando AlphaFold en el grupo informático EMBL, mientras que las imágenes de microscopía se generaron en las instalaciones de microscopía avanzada de luz y fluorescencia (ALFM) del CSSB.

Metodología abre puertas al estudio de virus con potencial pandémico

Las conclusiones del estudio destacan cómo la investigación de contactos moleculares en células infectadas intactas puede dilucidar dónde y cómo un virus toma el control de la maquinaria celular humana. Los expertos indican que este “mapeo en contexto” tiene el potencial de aclarar también el funcionamiento de otros virus.

“Aunque los factores y mecanismos específicos del huésped a menudo varían entre los virus, nuestra convicción es que el enfoque general, que integra entrecruzamiento intracelular, modelado estructural y monitoreo específico de la biología celular para mapear las interacciones innatas entre el virus y el huésped en distintas fases de la infección, sigue siendo ampliamente aplicable”, dijo Kosinski.

Aunque la investigación se centró en una cepa de gripe adaptada en laboratorio, los implicados creen que la misma estrategia metodológica podría aplicarse en el futuro para investigar virus con mayor riesgo pandémico.

Bogdanow corroboró: “Si bien este estudio abordó una cepa adaptada al laboratorio, respalda la aplicación de la metodología a virus de potencial relevancia pandémica, como el H5N1, y la identificación de las redes de interacción que apoyan su proliferación en células humanas”.