Simulan por primera vez un paso clave en la maduración del virus del sida

Bioinformáticos del Instituto Hospital del Mar de Investigaciones Médicas (IMIM) y de la Universidad Pompeu Fabra (UPF) han descrito, mediante técnicas de simulación molecular, un paso muy concreto en el proceso de maduración de los viriones del VIH, es decir, cómo las nuevas partículas de virus inerte que se forman se convierten en infecciosas.

Los resultados, publicados en la última edición de la revista PNAS, son esenciales para entender su replicación y pueden ser claves en el diseño de futuros nuevos fármacos antirretrovirales.

Los viriones del VIH se convierten en maduros e infecciosos a través de la acción de una proteína llamada VIH proteasa. Ésta actúa como unas 'tijeras', cortando la larga cadena de proteínas que forman el VIH, en proteínas individuales que formaran la estructura infecciosa de nuevos viriones.

Según los autores, “uno de los aspectos más intrigantes de todo el proceso de maduración del VIH, es cómo la VIH proteasa se libera, es decir como la 'proteína tijeras' aparece por primera vez, ya que esta también forma parte inicialmente de la larga cadena de proteínas que forman los nuevos viriones del VIH".

Mediante un software para simulaciones moleculares (ACEMD) y utilizando una tecnología llamada GPUGRID.net, el grupo, coordinado por Gianni De Fabritiis del IMIM-UPF, ha sido capaz de demostrar que las primeras 'proteínas tijeras' se pueden cortar ellas mismas de dentro la cadena de proteínas.

Los científicos sostienen que esto lo hacen uniendo a su propia parte activa uno de sus finales conectados –el N-terminus– y cortando luego el enlace químico que los conecta con el resto de la cadena: "Este es el inicio de todo el proceso de maduración del VIH, y si somos capaces de detener el VIH proteasa mientras todavía está en proceso de maduración, impediremos que las partículas víricas o viriones lleguen a madurar y, por lo tanto, puedan infectar".

Gracias a un superordenador virtual

El trabajo se ha realizado utilizando la plataforma de cálculo voluntario distribuido GPUGRID.net, que consiste en aprovechar para la investigación la potencia de miles de unidades de procesamiento gráfico Nvidia GPU accelerators, cedida voluntariamente por los propietarios de múltiples ordenadores domésticos mientras no la necesitan.

"Sería como disponer de un superordenador virtual. Esto permite que la potencia de cálculo sea unas 10 veces superior a la generada con los ordenadores normales y, como consecuencia, que se reduzcan los costes de la investigación al proporcionar un nivel de potencia computacional que antes solo se podía obtener utilizando superordenadores multimillonarios", afirman los autores.

Los investigadores utilizan esta potencia de cálculo para procesar grandes cantidades de datos y generar simulaciones moleculares de alta complejidad. Concretamente en este caso, han realizado miles de simulaciones computacionales, cada una para cientos de nanosegundos –la mil millonésima parte de un segundo– para estudiar un proceso que en total dura casi un milisegundo.

"Este descubrimiento en el proceso de maduración del VIH proporciona un camino alternativo en el diseño de futuros fármacos que se basarían en la utilización de estos nuevos mecanismos moleculares", concluyen los expertos. "Por ahora, este trabajo proporciona una mayor comprensión de un paso clave en el ciclo de la vida del VIH, un virus que ataca directamente y debilita el sistema inmunológico de nuestro organismo convirtiéndolo en vulnerable a gran número de infecciones y que afecta a millones de personas en todo el mundo".