El virus de la gripe al microscopio: así se comunica con las células

Los virus de la gripe (inluenza) figuran entre los desencadenantes más probables de futuras pandemias. Un equipo de investigadores del Centro Helmholtz para la Investigación de Enfermedades Infecciosas (HZI) y del Hospital Universitario de Friburgo ha desarrollado un método que permite estudiar la interacción del virus con las células huésped con un nivel de detalle sin precedentes.

Con ayuda del nuevo método, también han analizado cómo las cepas nuevas del virus de la gripe recurren a receptores alternativos para penetrar en las células diana.
Los resultados se han publicado recientemente en dos artículos de la revista Nature Communications.

Los virus carecen de metabolismo propio, por lo que deben penetrar en las células huésped para multiplicarse. El contacto entre el virus y la superficie celular es un primer paso crucial, gracias al cual también se podrían evitar posibles infecciones si se impide la penetración del virus en la célula.

«La interacción con la célula huésped tiene una duración muy breve en los virus de la gripe. Además, deben utilizarse microscopios de alta resolución para un examen más preciso a escala nanométrica.

Por eso no ha sido posible investigar con más detalle este importante primer contacto utilizando métodos convencionales», afirma el profesor Christian Sieben, jefe del grupo de investigación junior “Biología de la nanoinfección” del HZI, al explicar el reto al que se ha enfrentado el equipo.

En colaboración con el departamento de «Biología Química» del profesor Mark Brönstrup en el HZI, su equipo ha desarrollado un protocolo universal para investigar cómo se comunican los virus con las células huésped. Para ello, los científicos inmovilizaron virus de forma individual en una superficie de cristal.

A continuación, se sembraron células en esa superficie. En los experimentos convencionales, los virus se añadían a las células presembradas. «La ventaja de nuestra configuración experimental “ invertida ” es que los virus interactúan con las células pero no penetran en ellas - el momento crítico del contacto inicial con la célula queda así estabilizado y se puede analizar», dice Sieben.

Utilizando el ejemplo del virus de la gripe A estacional, los investigadores emplearon microscopía de alta y superresolución para demostrar que el contacto entre el virus y la superficie celular desencadena una cascada de reacciones celulares. Los receptores celulares se acumulan inicialmente a nivel local en el lugar de unión con el virus.

Esto se debe al hecho de que los receptores se desplazan más lentamente a través de la membrana celular en las proximidades del lugar de unión y, por lo tanto, se concentran con mayor frecuencia a nivel local. En este lugar se reclutan proteínas celulares específicas y, por último, se reorganiza de forma dinámica el citoesqueleto de actina.

Sin embargo, los investigadores aplicaron su método no sólo a un modelo ya establecido de gripe A, sino también a una nueva cepa de gripe de origen animal: el virus H18N11, que se encuentra en murciélagos de América Central y del Sur. 

A diferencia de la mayoría de los virus de la gripe, que se unen a glicanos -es decir, cadenas de carbohidratos en la superficie celular- para infectar, el virus H18N11 tiene una diana diferente.

«Este virus se une a complejos MHC de clase II, receptores proteínicos que suelen encontrarse en determinadas células inmunitarias», explica el Dr. Peter Reuther, jefe del grupo de investigación del Instituto de Virología del Hospital Universitario de Friburgo. Reuther investiga la entrada de los virus de la gripe A transmitidos por murciélagos en las células.

Mediante el rastreo de moléculas individuales, los investigadores pudieron demostrar por primera vez que las moléculas MHCII se agrupan específicamente en la superficie celular al entrar en contacto con el virus, lo que resulta esencial para que el virus penetre en la célula.

Los equipos de Braunschweig y Friburgo han caracterizado así un nuevo modelo de infección por gripe A: la unión a MHCII como receptor alternativo y la reorganización dinámica asociada de la superficie celular.

«La comprobación de que los virus de la gripe no se unen exclusivamente a los glicanos celulares abre nuevas perspectivas para la investigación de estos patógenos», afirma Reuther. «Especialmente con respecto a su potencial zoonótico, es crucial comprender mejor estos receptores alternativos».

El paso de unión virus-célula es también el tema central del proyecto COMBINE de la UE , que se puso en marcha a principios de 2025 y está coordinado por Sieben, investigador del HZI. En COMBINE, científicos de cinco países europeos investigan el proceso de entrada del virus en virus emergentes, especialmente aquellos con potencial pandémico.

«Este proceso es un blanco potencial para las terapias antivirales. La metodología que hemos desarrollado para investigar el proceso de entrada del virus puede aplicarse a muchos otros virus», afirma Sieben.

Los nuevos resultados no sólo aportan información detallada sobre la biología de los virus de la gripe. También proporcionan una base metodológica para investigar los mecanismos de entrada de posibles patógenos pandémicos de forma más específica, y así identificar nuevas dianas para terapias antivirales».

Publicaciones

Broich, L., Wullenkord, H., Osman, M.K. et al. Single influenza A viruses induce nanoscale cellular reprogramming at the virus-cell interface . Nat Commun 16, 3846 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58935-8

Osman, M.K., Robert, J., Broich, L. et al. The bat influenza A virus subtype H18N11 induces nanoscale MHCII clustering upon host cell attachment . Nat Commun 16, 3847 (2025). DOI: 10.1038/s41467-025-58834-y