La lucha contra las enfermedades infecciosas ha sido una constante en la historia de la humanidad. A medida que nuestra comprensión de la biología se ha desarrollado, también lo han hecho las herramientas con las que combatimos las enfermedades. Sin embargo, el desarrollo de resistencias a los antibióticos ha sido un problema creciente en los últimos años. Esto ha llevado a una búsqueda constante de nuevas formas de combatir las enfermedades. Un investigador de la Universidad de Aston ha dado un gran paso adelante en esta lucha al crear la primera reconstrucción informática de un virus, incluido su genoma nativo completo.

Aunque otros investigadores han creado reconstrucciones similares, el Dr. Dmitry Nerukh, del Departamento de Matemáticas de la Facultad de Ingeniería y Ciencias Físicas de la Universidad de Aston, es el primero en replicar la estructura química y tridimensional exacta de un virus vivo. Este avance podría abrir el camino a la investigación de una alternativa a los antibióticos, reduciendo la amenaza de la resistencia antibacteriana.

Créditos: Universidad de Aston.

Potencial del avance

La investigación se realizó utilizando datos existentes de estructuras de virus medidos a través de microscopía crioelectrónica (crio-EM) y modelado computacional que tomó casi tres años a pesar de usar supercomputadoras en el Reino Unido y Japón. El avance abrirá el camino para que los biólogos investiguen procesos biológicos que actualmente no pueden examinarse completamente porque falta el genoma en el modelo del virus. Esto incluye descubrir cómo un bacteriófago, que es un tipo de virus que infecta bacterias, mata una bacteria específica que causa enfermedades.

El Dr. Nerukh ha señalado que «hasta ahora, nadie más había podido construir un modelo de genoma nativo de un virus completo a un nivel tan detallado (atomístico)». La capacidad de estudiar el genoma dentro de un virus con mayor claridad es increíblemente importante. Sin el genoma ha sido imposible saber exactamente cómo un bacteriófago infecta a una bacteria». «Este desarrollo ahora permitirá ayudar a los virólogos a responder preguntas que antes no podían responder».

Este avance podría conducir a tratamientos dirigidos para matar las bacterias que son peligrosas para los humanos. También para reducir el problema global de las bacterias resistentes a los antibióticos que con el tiempo se están volviendo cada vez más graves. Además, el enfoque del equipo del Dr. Nerukh para el modelado tiene muchas otras aplicaciones potenciales. Uno de ellos es la creación de reconstrucciones computacionales para ayudar a la microscopía crioelectrónica. Esta es una técnica utilizada para examinar formas de vida enfriadas a una temperatura extrema. Lo cual podría permitir a los científicos obtener una comprensión más detallada de cómo funcionan las células y cómo se relacionan con los virus. Esto a su vez podría conducir a nuevos avances en el campo de la medicina y la biología.

Créditos: Universidad de Aston.

Conclusión

En resumen, el avance del Dr. Nerukh en la creación de la primera reconstrucción informática de un virus completo es un paso importante en la lucha contra las enfermedades infecciosas. Abre la puerta a nuevas investigaciones y tratamientos dirigidos para matar las bacterias que son peligrosas para los humanos y para reducir el problema global de las bacterias resistentes a los antibióticos. Además, tiene un potencial para ayudar en la investigación en otros campos, como la microscopía crioelectrónica. Sin duda, esperamos ver más avances en este campo en el futuro cercano.

Referencias:

Reconstruction and validation of entire virus model with complete genome from mixed resolution cryo-EM density: https://doi.org/10.1039/D2FD00053A

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