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VIROLOGÍA
Publicación Oficial de la Sociedad Española de Virología
Volumen 15
Número 1/2012
Virus y
Sistema Nervioso
Noticias de actualidad: Noticias comentadas
Virus y Nanotecnología
Fernando Ponz
[email protected]
unque en estos tiempos de transversalidad y horizontalidad resulta cada vez más difícil
definir exactamente el ámbito de actuación de una disciplina científica o tecnológica,
está ampliamente aceptado que la Nanotecnología trata de estudiar las propiedades o desarrollar las potencialidades de nanoobjetos en los cuales al menos una de sus dimensiones sea
menor o igual a 100 nm. Eso ha dado lugar a dos aproximaciones complementarias para su
disponibilidad: la que los construye desde abajo, o sea, desde objetos con dimensiones menores (bottom up), y la que los genera desde arriba (top down). Desde la perspectiva de los
virólogos, este esfuerzo resulta algo redundante e innecesario. Resulta que el objeto de estudio de la Virología, los virus (en su forma encapsidada, o sea los viriones), ya son nanoobjetos,
para empezar. No hay que construirlos.
Como casi todo en Nanotecnología, los estudios y desarrollos basados en virus son bastante recientes. Hace tan solo tres años se ha publicado ya un pequeño libro que intenta
ofrecer una panorámica integradora de ambos mundos, Nanotecnología y Virología[1]. Sin
embargo, este es un ámbito sometido a una extraordinaria aceleración y, desde entonces,
ya hemos sido testigos de nuevos y sorprendentes logros. En un artículo como este solamente se puede pretender señalar ámbitos de actuación y tendencias predominantes. Intentar cualquier otra cosa daría para una amplísima revisión. Por eso me limitaré a comentar,
con una cierta estructura, las principales áreas actuales de interfase entre ambas disciplinas.
No es descartable que surjan nuevas áreas enteras de interacción en un futuro próximo,
dada la velocidad a la que se están produciendo los avances.
A
Un primer ámbito de desarrollo es el que se propone modificar la estructura de los viriones a nuevas formas más adaptadas a su utilización con fines nanotecnológicos. Se ha propuesto incluso el término «arte» para referirse a estas actividades[2,3]. En muchos casos de
lo que se trata es de derivar nanopartículas virales (VNPs, del inglés viral nanoparticles,) funcionalizadas mediante modificaciones químicas o genéticas que les permitan participar en
reacciones o interacciones con otros elementos. Estos mismos procesos de derivación se
pueden aplicar a partículas tipo-virus (VLPs , del ingles, virus-like particles), por lo que no resulta estrictamente necesario trabajar con viriones que contengan ácido nucleico.
El alto grado de organización estructural característico de muchas macromoléculas biológicas, y de estructuras supramacromoleculares formadas por las mismas, es extraordinariamente atractivo como base para la generación de nuevos materiales a nivel nanométrico.
Los virus son quizá el mejor paradigma de esta posibilidad. La mayor parte de las aplicaciones
desarrolladas hasta el momento acuden a la formación de híbridos virales con materiales
inorgánicos para crear estructuras con nuevas características funcionales[4]. Estos nuevos
nanomateriales están encontrando aplicaciones tan variadas como biosensores, dispositivos
de memoria, nanocircuitos, sistemas colectores de luz y nanobaterías. La interfase orgánica-inorgánica es uno de los ámbitos de mayor potencial de desarrollo en nanotecnología
y los virus como componentes orgánicos se están utilizando cada vez con más intensidad.
También la utilización nanotecnológica de los virus está encontrando su lugar en determinadas actividades industriales. Destaca entre ellas la biocatálisis industrial. La inmovilización de enzimas es, hace ya años, la base de multitud de procesos industriales distintos;
por ejemplo, en la síntesis de fármacos, o en la industria alimentaria, por citar solo algunos
de los más conocidos. Las enzimas inmovilizadas a escala nanométrica han venido a añadir
ventajas no conseguidas con las inmovilizaciones tradicionales, como la optimización de la
utilización de las superficies de inmovilización, o la disminución de la resistencia de la transferencia de masa, objetivos importantes a nivel industrial[5]. La inmovilización utilizando
VNPs como armazones es un desarrollo reciente pero, de nuevo, con un rápido desarrollo[6].
Algunas de las ventajas identificadas, además de su pequeño tamaño, son: su propensión al
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autoensamblado en nanopartículas monodispersas de tamaño y forma discretos, su estabilidad y robustez, su biocompatibilidad, biodisponibilidad y biodegradabilidad, así como la capacidad de producirlas en grandes cantidades.
Finalmente, por su propia naturaleza como patógenos, algunas de las aplicaciones más
relevantes de los virus en Nanotecnología se han llevado a cabo en el ámbito biosanitario.
La vehiculización dirigida de fármacos (incluyendo la terapia génica), la potenciación del
diagnóstico con imágenes o como reactivos específicos para uso in vitro[7], así como la producción de vacunas[8], son algunos de los ámbitos en los que se están haciendo esfuerzos
muy importantes que implican la utilización de VNPs.
Estamos solo al principio. Sin duda vamos a asistir a una fecunda interacción mutua Virología/Nanotecnología. Atentos.
Conexiones Telemáticas
[1]
Manchester, M. y Steinmetz, N. F. ed. (2009). Viruses and Nanotechnology. Current Topics in Microbiology and
Immunology, vol. 327. Springer-Verlag, Berlín, Heidelberg. ISBN: 978-3-540-69376-5.
[2]
Pokorski, J. K. y Steinmetz, N. F. (2011). «The art of engineering viral nanoparticles». Molecular Pharmaceutics 8:
29-43.
[3]
García Mateu, M. (2011). «Virus engineering: functionalization and stabilization». Protein Engineering, Design &
Selection 24: 53–63.
[4]
Soto, C. M. y Ratna, B. R. (2010). «Virus hybrids as nanomaterials for biotechnology». Current Opinion in
Biotechnology 21: 426-438.
[5]
Wang, P. (2006). «Nanoscale biocatalyst systems». Current Opinion in Biotechnology 17: 574-579.
[6]
Cardinale, D.; Carette, N. y Michon, T. (2012). «Virus scaffolds as enzyme nanocarriers». Trends in Biotechnology
30: 369-376.
[7]
Steinmetz, N. F. (2010). «Viral nanoparticles as platforms for next-generation therapeutics and imaging devices».
Nanomedicine 6: 634-641.
[8] Plummer,
E. M. y Manchester, M. (2011). «Viral nanoparticles and virus-like particles: platforms for contemporary
vaccine design». Nanomedicine and Nanobiotechnology 3: 174-196.
Fernando Ponz dirige desde 1988 el grupo de Biotecnología de Virus Vegetales en el INIA. Interesado por la interacción
Virología/Biotecnología, colabora en su enseñanza en varias universidades y ha investigado sobre temas como la resistencia a la
virosis, variabilidad viral, diagnóstico y vectores virales. En 2001 fue fundador de la empresa de base tecnológica Agrenvec
(www.agrenvec.es) basada en una de sus patentes.
Louping ill en cabras en España
Rafael Nájera Morrondo
[email protected]
n la revista Emerging Infectious Diseases de junio de este año se recoge la descripción de
un brote de encefalomielitis ovina o louping ill en cabras en 2011, producido por una cepa
nueva de esta enfermedad, idéntica en un 94% a la descrita en Inglaterra. Previamente, en
1987, se habían descrito casos de este flavivirus en ovejas en el País Vasco. El trabajo ha
sido fruto de la colaboración entre grupos del Servicio Regional de Investigación y Desarrollo
Agroalimentario de Gijón (Ana Balseiro, L. J. Royo y R. Casais), la Universidad de León
(C. Pérez Martínez, L. Polledo y J. F. García Marín) y el Instituto de Investigación en Recursos
Cinegéticos de Ciudad Real (I. G. Fernández de Mera, U. Höfle y N. Marreros).
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