La multiplicación de priones 'in vitro', nueva demostración de que son infecciosos

Los priones, las proteínas que resultan infecciosas cuando están mal plegadas, siguen fascinando a los científicos. Aunque están cada vez más seguros de que son los priones los únicos causantes de encefalopatías como la de las vacas locas, la de Creutzfeldt-Jakob en humanos o el scrapie de las ovejas, los investigadores aún no han conseguido demostrarlo con una certeza total. La competitividad científica para lograrlo es muy alta, y cualquier paso en esa dirección genera pequeñas tormentas en la comunidad. El último, del que es coautor el español Joaquín Castilla, ha consistido en inducir una encefalopatía en hámsteres sanos mediante priones obtenidos con una nueva técnica parecida a la famosa reacción en cadena de la polimerasa (PCR). Mientras unos alaban el trabajo, otros lo toman con cautela.

Los priones, si efectivamente son la causa de las encefalopatías, serían el único agente no vivo conocido capaz de infectar un organismo, algo que se considera asombroso. Desde que Stanley Prusiner propuso esa teoría de la proteína única a principios de los ochenta los avances en el conocimiento de estas proteínas patógenas han sido "impresionantes", dice en conversación telefónica desde Zurich Adriano Aguzzi, del Instituto de Neuropatología del Hospital Universitario y líder de uno de los grupos más activos en esta área. Pero también "queda mucho por hacer", dice.

No se sabe aún, por ejemplo, "cómo se replican, ni cómo llegan al cerebro, ni cómo producen el daño que producen cuando llegan", prosigue Aguzzi. Los priones patógenos contagian a la proteína sana y así se van multiplicando, pero el mecanismo no se conoce. Tampoco se sabe cómo viajan por la sangre, ni cómo detectarlos allí. El problema de la detección es importante para la clínica: aún no hay una prueba lo bastante sensible como para detectar priones cuando el animal está vivo.

Otro misterio sin resolver es qué función cumple la forma sana del prión -la proteína plegada correctamente- en el organismo, y eso que debe de ser importante: son proteínas muy conservadas a lo largo de la evolución, presentes no sólo en mamíferos sino también en levaduras. En estos organismos precisamente se ha visto que los priones pueden transmitir información de forma que cambie el aspecto del organismo infectado sin que se modifiquen sus genes, y que ese cambio es reversible cuando los priones desaparecen -las levaduras pueden curarse de su infección con priones. "Que para cambiar el fenotipo de una levadura no haga falta cambiar el genotipo, que baste con transmitir el prión de levadura, es extraordinario", dice Castilla.

No obstante, una de las cuestiones principales sigue siendo demostrar la teoría de la proteína única. La manera de hacerlo de una vez por todas sería sintetizar in vitro un prión y lograr infectar con él un organismo. Pero eso está resultando muy difícil de conseguir, al menos en mamíferos -sí se ha hecho en levadura-. Aunque se sabe cómo hacer artificialmente que la forma sana adquiera la forma patógena, estos priones artificiales no resultan infectivos. Sí lo es, sin duda, el tejido cerebral con priones naturales de animales enfermos, pero los críticos argumentan que tal vez haya en ese material otros agentes infecciosos desconocidos.

El grupo con el que han trabajado Castilla, actualmente en la Universidad de Texas, Paula Saá (Universidad Autónoma de Madrid) y Claudio Soto, también de la Universidad de Texas, ha abordado el problema con un enfoque distinto a los usados hasta ahora. Ellos han publicado recientemente su trabajo en la revista Cell, han empleado la técnica llamada PMCA (Protein Misfolding Cyclic Amplification) desarrollada por Soto, que amplifica priones de forma que recuerda a la PCR -que amplifica ADN-.

Se parte de un homogeneizado de cerebro con priones, y de proteínas sanas; la idea es que los primeros van contagiando a las segundas durante varios ciclos, de forma que acaba habiendo más y más priones patógenos. Así, "en un primer pase de PMCA si partimos, por ejemplo, de mil moléculas patógenas, al final del proceso tendré un millón de moléculas patógenas nuevas", explica Castilla. Tras cada ronda de PMCA los priones se diluyen, de forma que queden cada vez menos de los originales, los naturales. Las diluciones y los pases continúan hasta que "matemáticamente", asegura Castilla, no puede quedar ningún prión original.

El paso siguiente es infectar animales sanos con los nuevos priones obtenidos con la PCR de priones. Los autores los inyectaron en hámsteres sanos, que efectivamente enfermaron, con periodos de incubación diferentes dependiendo de la dosis: alrededor de 160 días. Se considera una infectividad alta, aunque menor que la de los priones originales. Los autores tienen una explicación para eso: "Un prión es en realidad un agregado de proteínas mal plegadas. El tamaño, la forma, la estabilidad y otros parámetros que desconocemos de estos agregados son la clave para entender la infectividad. Un mismo prión más o menos agregado puede ser más o menos infeccioso. Y creemos que el tamaño de los agregados formados in vitro, después del proceso de PMCA, posiblemente difiere del inóculo original", dice Castilla. El grupo está ya analizando agregados naturales y los generados in vitro para estudiar su infectividad.

¿Podría considerarse este trabajo la prueba final de que los priones son los únicos causantes de las encefalopatías espongiformes? Está "muy cerca" de serlo pero aún no lo es, escriben en un comentario en Cell Wen-Quan Zou y Pierluigi Gambetti, del Centro Nacional de Vigilancia de Enfermedades Priónicas estadounidense. Y la razón la da el propio Castilla: "Los menos afines a la teoría de proteína única consideran que también pueden estar amplificándose

otros componentes al mismo tiempo que los priones. Y aunque en teoría es cierto, es prácticamente imposible. Es difícil imaginar que un lípido, un azúcar, o un nucleótido se pueda replicar en ausencia de una célula viva". Pero claro, hay que demostrarlo. Zou y Gambetti proponen cómo hacerlo: amplificar priones no procedentes de homogeneizado de cerebro, sino totalmente sintéticos.