El equipo, encabezado por Alysson R. Muotri, profesor asociado en los departamentos de Pediatría y Medicina Celular y Molecular de la Universidad de California y la co-autora principal Patricia Beltrao-Braga, de la Universidad de Sao Paulo, Brasil, realizaron estudios en modelos de ratón, células madre humanas y en organoides cerebrales --cerebros en miniatura cultivados in vitro--.
"El aumento de las tasas de infección de virus Zika en lugares como Brasil, con un incremento correspondiente de casos de microcefalia, han sugerido una asociación, pero hasta ahora no han existido pruebas contundentes --dice Muotri--. Nuestros resultados proporcionan una prueba experimental directa de que la cepa brasileña del virus Zika provoca graves defectos de nacimiento y que el efecto adverso completo sobre la salud, incluso más allá de la microcefalia, aún no se entiende completamente".
Muotri apunta que el modelo desarrollado para determinar la causa-efecto de Zika proporciona una nueva herramienta para evaluar la efectividad de las potenciales terapias para contrarrestar el virus durante el neurodesarrollo humano. "Se puede utilizar nuestra plataforma para entender qué es único en el virus Zika brasileño y probar fármacos para prevenir los problemas neurológicos asociados con la infección. Además, ahora tenemos un modelo animal robusto que será útil para validar posibles vacunas contra el virus", dice.
El virus Zika no es nuevo. Fue descrita por primera vez en 1947 en monos rhesus en Uganda, pero los investigadores dicen que los linajes individuales de Zika --africanos y asiáticos-- no causaron infecciones significativas en los seres humanos hasta 2007, cuando la cepa asiática, transportada por el mosquito 'Aedes aegypti', causó una epidemia en la isla Yap del Pacífico. Se produjeron nuevos brotes en Nueva Caledonia y la Polinesia Francesa en 2013-2015.
En 2013, el linaje asiático de Zika llegó a Brasil y, posteriormente, a otros países de América del Sur y Central. En Brasil, el virus ha despertado la atención y el interés internacional, con infecciones de mujeres embarazadas de manera alarmante por su vinculación a malformaciones congénitas, como microcefalia (una cabeza y un cerebro de tamaño insuficiente) en los recién nacidos y otras enfermedades neurológicas graves, como el síndrome de Guillain-Barré.
LA MICROCEFALIA ES LA PUNTA DEL ICEBERG
En el artículo de 'Nature', los autores emplearon modelos de ratón para realizar un seguimiento de las infecciones por virus brasileños a defectos de nacimiento. "Es el primer modelo animal en documentar defectos congénitos inducidos por Zika. Esto demuestra que el virus puede atravesar la membrana de la placenta e infectar al feto", afirma Muotri.
Como los humanos, los cachorros recién nacidos de ratón infectados a través de sus madres con la cepa del virus Zika brasileño muestran cabezas más pequeñas de lo normal y un desarrollo atrofiado del cuerpo. Los análisis genéticos y de tejidos revelaron otras anormalidades, como problemas en los ojos y muerte celular en curso.
"Los datos de los ratones también sugieren que la microcefalia es sólo la punta del iceberg. Se produce una amplia detención del crecimiento intra-uterina en los animales, lo que significa esencialmente un pobre desarrollo del feto en el útero. Los medios de comunicación que informan de la historia del Zika se han centrado en los bebés afectados con una cabeza pequeña debido a que estas imágenes son profundamente dramáticas, pero es el verdadero impacto en la salud tiende a ser más generalizado y devastador", agrega.
Curiosamente, Muotri señala que no todos los modelos de ratones analizados mostraron un efecto causal cuando se infectan por el virus Zika. En al menos una cepa de ratones, el virus Zika brasileño no pudo atravesar la placenta de la madre para infectar a sus fetos. A su juicio, este resultado sugiere que en ratones y seres humanos, algunos pueden ser más susceptibles a la infección que otros, posiblemente debido a diferencias genéticas o por variaciones en la fuerza de la respuesta del sistema inmunológico.
Los investigadores también llevaron a cabo estudios utilizando células madre pluripotentes humanas para generar células progenitoras corticales que normalmente se diferencian en neuronas que forman la corteza cerebral o la capa exterior plegada del cerebro. La infección de estas células progenitoras corticales por la cepa viral brasileña generó un aumento de la muerte de células progenitoras. Los efectos del virus africano no son tan pronunciados, lo que indica que las mutaciones de las cepas brasileñas hicieron al virus más agresivo en las células humanas.
Por último, los científicos vieron en organoides humanos cerebrales que la infección provocó áreas con crecimiento reducido en los organoides e interrumpió el desarrollo de capas corticales. Una vez más, el virus de Brasil tuvo un impacto más dramático en las malformaciones corticales en estos organoides humanos.
Estos expertos probaron el virus Zika brasileño en organoides derivados de chimpancés para evaluar su capacidad de adaptación en comparación con la cepa africana. "El virus de Brasil tiene una tasa lenta de replicación en el organoide de chimpancé en comparación con el virus africano --dice Muotri--, lo que sugiere que la cepa brasileña, de alguna manera, se ha adaptado a los seres humanos. Estamos investigando cómo las diferencias genéticas pueden marcar la diferencia".
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