Los flavivirus son un grupo de virus que incluye algunos que afectan gravemente a los seres humanos, como el dengue, el zika, la fiebre amarilla o el virus del Nilo Occidental. Estos virus infectan células sanas fusionando su membrana con la membrana de un orgánulo celular llamado endosoma tardío. Un estudio liderado por el catedrático e investigador de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche José Villalaín, publicado en la revista Biochimica Biophysica Acta Biomembranes, ha demostrado en qué lugar específico del virus del dengue se puede producir la interacción con las células humanas y, por lo tanto, dónde deberían dirigirse los fármacos para prevenir la infección.

Los flavivirus, como el dengue, infectan las células sanas por un proceso llamado endocitosis. Fusionan su membrana con la pared celular en función de la acidez que detectan. La proteína E del virus, que se encuentra en su membrana de envoltura, es responsable de esta fusión. Esta proteína, responsable de la entrada del virus en la célula huésped, tiene varias partes, incluyendo un segmento llamado «péptido de fusión», que juega un papel crucial en el proceso.

En este estudio, se usaron simulaciones de dinámica molecular por computación de alta resolución para observar cómo interactúa una parte específica de esta proteína (el extremo distal del dominio II) con una membrana similar a la del endosoma tardío. Esto permitió estudiar cómo las proteínas E del virus, organizadas en grupos de tres (trímeros), pueden iniciar la fusión de membranas.

Los resultados muestran que estos trímeros pueden desorganizar la membrana y formar poros, lo cual es esencial para la entrada del virus. Además, identificaron los aminoácidos clave y los cambios en la estructura de la proteína necesarios para este proceso. También se identificaron nuevas partes de la proteína E que podrían ser usadas como objetivos para diseñar antivirales más efectivos. La importancia adicional del nuevo trabajo radica en que este segmento, encontrado también en otros tipos similares de virus, podría ayudar a encontrar moléculas antivirales que también serían efectivas contra las infecciones de virus similares al dengue, como el zika o la fiebre amarilla.

Ya que la interacción entre los virus y las células sanas se produce a través de proteínas muy complejas, para entender el proceso es necesario simular por ordenador cómo se produce la interacción química entre sus moléculas. Este estudio se ha realizado mediante dinámica molecular, un proceso de “simulación virtual” de la interacción entre proteínas que requiere tanta potencia informática que ha de utilizarse un conjunto de ordenadores para llevar a cabo el experimento. En estas simulaciones, se puede ver cómo se comporta cada átomo que compone las proteínas del virus, con lo que se pueden estudiar en detalle tanto la interacción entre moléculas como lo que ocurre dentro de las mismas.

Para este tipo de investigaciones, la UMH cuenta con un clúster de computación científica, un grupo de ordenadores unidos mediante una red de alta velocidad gestionada por el Servicio de Innovación y Planificación Tecnológica.