Los Priones También Evolucionan

En el mundo microscópico de bacterias y virus hay una guerra campal por la supervivencia.  Esta implica, demasiadas veces, obtener nutrientes y factores de crecimiento de otros organismos.  En términos de pura simpleza  biológica, son los virus los que se han llevado el premio como los supremos depredadores de la naturaleza.  Carentes de organelos y de la capacidad reproductiva que asegure su estadía en la Tierra, toman control de la maquinaria reproductora de alguna célula.  Meten allí sus genes, en forma de ADN o ARN, y convierten a la célula en una fábrica viral.  Al final, las nuevas partículas virales salen triunfantes destruyendo a la células que las formó.  Hollywood trató un tema similar, de forma magistral, con la película Alien.

Stanley Prusiner propuso en el 1982 una idea radical.  Existen partículas más elementales que los virus con capacidad infecciosa.  Eso de por sí es revolucionario pues los virus contienen esencialmente un ácido nucleico (ADN o ARN) y una capa de proteínas que lo cubre y protege.  Prusiner, un estudioso de enfermedades que afectan el sistema nervioso central (el cerebro y el cordón espinal) trabajó con las que se conocen como encefalopatías espongiformes, que en esencia son aquellas donde se forman literalmente huecos en el cerebro por la muerte de neuronas.  Aquí se incluyen las enfermedades humanas Creutzfeldt-Jakob y kuru, entre otras.  En los animales incluye "scrapie" y el mal de las vacas locas.

El problema al que se enfrentaron Prusiner y otros como D. Carleton Gadusek fue que aunque detectaron y purificaron el agente causante de estas enfermedades, no pudieron detectar su material genético.  La presencia de material genético es esencial para identificar a un agente infeccioso dado que es precisamente a través del mismo que el microbio puede replicarse para causar la infección.  Lo que concluyeron causó conmoción en el mundo científico: estas enfermedades son causadas por proteínas capaces de replicarse sin la necesidad de material genético.

Esto constituye una herejía al llamado Dogma Central de la Biología, que establece que la información genética fluye del ADN al ARN para así formarse las proteínas.  O sea, la producción de proteínas requiere de la presencia de ácidos nucleicos.

Aunque aún hay científicos que insisten en que debe haber algún ácido nucleico en las proteínas infecciosas, toda la evidencia indica que no es así.  El nombre que se le ha dado a éstas es prión.  Son proteínas capaces de replicarse a sí mismas.

Este es un interesante fenómeno con implicaciones para el entendimiento de la evolución primigenia.  Por ahora se sabe que los priones son una forma aberrante de una proteína normal llamada PrPC, y que se encuentra en las membranas de los organelos y las células. Por supuesto existe un gene para PrPC en el núcleo celular y la proteína se forma como todas las demás.  La forma aberrante, la proteína mala, ha sido designada PrPSc y representa alguna mutación de la versión buena.  Las proteínas tienen formas particulares que contribuyen a su funcionamiento. Si pierden la misma, su conformación en el espacio, pierden también su función. Eso es lo que le sucede a PrPSc.  Ocurre un error en el proceso por el cual debe adquirir su forma tridimensional y pierde su conformación natural.

En una célula pueden existir ambas formas de la proteína, pero el balance está normalmente a favor de PrPC.  Si se forman suficientes variantes de la forma mala, éstas se asocian entre sí para formar un agregado que sirve como una especie de semilla que “atrae” a más proteínas buenas y las convierte en formas dañadas.  En ese caso el balance se mueve hacia PrPSc. Estos proteínas agregadas se cristalizan dentro de la célula causando daño y muerte celular, en este caso de neuronas.  De ahí los huecos que se observan en los que padecen de las encefalopatías espongiformes.

En un trabajo publicado recientemente en la revista Science varios investigadores del Instituto Scripps en Florida demostraron que los priones no sólo son infecciosos sino que tienen la capacidad de evolucionar.  Al tranferir priones de un cerebro infectado de ratón y ponerlas en células normales en un envase de cultivo, los priones rápidamente dominaron a la población de proteínas normales.  Cuando utilizaron estos nuevos priones e infectaron otros cerebros, los priones volvieron a replicarse agresivamente y dominar la población normal.

Luego el experimento fue repetido pero con una droga llamada swainsonina y que inhibe la formación de priones.  Lo que sucedió entonces fue un fenómeno de evolución rápida pues se desarrollaron mutantes resistentes a la droga.  Cuando estos fueron usados para infectar cerebros se desarrollaron sin problemas.

Las implicaciones de estos experimentos son muy serias pues indican que los priones actúan como las bacterias y virus que desarrollan resistencia a antibióticos y drogas antivirales.  Es por eso que para tratar estas enfermedades el único recurso que queda probablemente sea reducir o inhibir la formación de PrPC, la proteína normal, para que los priones se queden sin una fuente de reclutamiento de su ejército maligno de proteínas malas.

© Edwin Vázquez de Jesús

Puerto Rico

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