Un equip investigador de la Universitat de València ha identificat el paper clau d’un enzim en la infecció per rotavirus i norovirus, els principals causants de la gastroenteritis aguda a escala mundial. L’estudi demostra que l’activitat de les fucosidosis, enzims presents tant a l’intestí humà com a la microbiota intestinal, és determinant en el cicle d’infecció d’aquests virus i obri la porta a noves estratègies terapèutiques per reduir-ne la transmissió i la gravetat.
La recerca ha estat liderada pel professor Jesús Rodríguez-Díaz, del Departament de Microbiologia de la Universitat de València, i s’ha publicat a la revista científica npj Viruses, del grup Nature. El treball s’ha dut a terme en col·laboració amb la KU Leuven (Bèlgica) i l’Institut d’Agroquímica i Tecnologia d’Aliments (IATA-CSIC). Ha combinat tècniques de virologia, glicobiologia, estudi de la microbiota intestinal i experiments amb models cel·lulars i animals.
Tot i que la mortalitat associada a la gastroenteritis aguda s’ha reduït de manera notable en les últimes dècades —de 2,6 milions de morts l’any 2000 a 1,5 milions el 2019—, el rotavirus i el norovirus continuen sent una de les principals causes de mort infantil i un risc greu per a persones immunodeprimides. Per això, entendre millor els mecanismes que regulen la seua infecció és clau per al desenvolupament de noves teràpies.
L’estudi se centra en la fucosa, una molècula de sucre present a la superfície de les cèl·lules humanes que actua com a punt d’unió per a aquests virus. En experiments amb models cel·lulars humans, els investigadors van observar que l’eliminació de la fucosa mitjançant una fucosidasa bacteriana reduïa de manera significativa la infecció, ja que disminuïa la disponibilitat dels receptors que permeten l’entrada del virus a la cèl·lula. En canvi, en models animals, aquesta mateixa intervenció augmentava la replicació viral, probablement perquè la refocil·lació del moc intestinal redueix la seua capacitat de capturar i retenir les partícules víriques.
El treball també demostra que la inhibició global de les fucosidases amb el compost 1-deoxyfuconojirimycin (DFJ) redueix dràsticament la replicació tant del rotavirus com del norovirus, tant en models cel·lulars com en animals. Aquest resultat indica que aquests enzims —incloent-hi els de l’hoste humà, com la fucosidasa FUCA1— tenen un paper essencial en el cicle d’infecció.
Com funcionen les fucosidases?
Per entendre el paper de les fucosidases, els investigadors proposen imaginar l’intestí com una porta amb pany. Els virus necessiten una clau concreta —la fucosa, un sucre present a la superfície de les cèl·lules— per poder entrar i infectar l’organisme. En els experiments amb cèl·lules humanes, eliminar la “clau” amb enzims fucosidasa és com llevar el pany de la porta: el virus ja no pot enganxar-se amb facilitat i la infecció disminueix.
Tanmateix, quan s’observa què passa dins d’un organisme viu, el funcionament és més complex. En aquest cas, el moc intestinal actua com una xarxa o una teranyina que atrapa els virus abans que arriben a les cèl·lules. Si aquesta xarxa perd part de la fucosa, és com si es trencaren alguns fils: els virus poden escapar amb més facilitat i arribar fins a l’epiteli intestinal, cosa que explica per què la infecció augmenta en models animals.
S’ha comprovat que bloquejar globalment l’acció de les fucosidases és com apagar el subministrament elèctric que els virus necessiten per completar el seu cicle vital. Sense aquesta activitat enzimàtica —tant la que prové de la microbiota com la de les mateixes cèl·lules humanes—, la replicació viral es redueix de manera dràstica. Aquesta descoberta obri la possibilitat de dissenyar futurs tractaments que no ataquen directament el virus, sinó que li lleven les eines necessàries per a reproduir-se.
Què suposa la troballa?
“En limitar l’activitat enzimàtica necessària per als cicles de vida dels virus, es podria frenar la proliferació viral i, per tant, alleujar la gravetat de les infeccions”, explica Jesús Rodríguez-Díaz. En la mateixa línia, les investigadores Mª Jesús Yebra i Vicente Monedero assenyalen que “els resultats apunten a complexes interaccions entre els virus intestinals i la microbiota bacteriana, que poden influir de manera decisiva en la intensitat de la infecció viral”.
Les conclusions de l’estudi identifiquen l’activitat fucosidasa com un nou mecanisme clau en la infecció per virus entèrics i suggereixen que la seua modulació podria convertir-se en una diana terapèutica innovadora. Segons destaquen els autors, regular aquesta activitat enzimàtica podria contribuir a reduir la incidència i la severitat de les infeccions per rotavirus i norovirus, responsables cada any de milions de casos de gastroenteritis arreu del món.
