El coronavirus en 3D: descifraron la táctica que usa para invadir las células humanas

La pandemia por el coronavirus ha cambiado el rumbo de la humanidad. Si bien la mayoría de las personas que se infectan con el coronavirus tiene síntomas leves, algunas personas se enfermaron gravemente y ya se registró la muerte de más de 4,6 millones en el mundo. La emergencia de salud pública también trastocó la vida social y económica y llevó al aumento de la pobreza y la pobreza extrema y al empeoramiento de los índices de desigualdad.

Mientras tanto se desarrollar herramientas para que la humanidad se proteja: hay al menos 8 vacunas autorizadas contra el COVID-19 que son seguras y efectivas. Ahora, científicos en Australia han logrado el análisis más exhaustivo de la estructura tridimensional del coronavirus realizado hasta el momento.

El equipo de investigadores publicó el original trabajo en la revista especializada Molecular Systems Biology. Los datos que aportaron y las imágenes tridimensionales que realizaron contribuyen con nuevos conocimientos sobre la forma en que el virus infecta las células humanas y se replica. Podrían servir de insumos para otros estudios en curso sobre la propagación del virus por el mundo, la búsqueda de más y mejores tests de diagnóstico, y para el desarrollo de tratamientos más efectivos para los pacientes que no responden bien a las terapias que ya se aplican.

Otra imagen del estudio: la proteína de la Espiga del coronavirus y la proteína ACE2 modeladas por la iniciativa Aquaria (gentileza Instituto de Investigación Médica Garvan)

Dirigidos por el profesor Sean O’Donoghue, del Instituto Garvan de Investigación Médica y de Data61 del CSIRO, los investigadores recopilaron más de 2.000 estructuras diferentes de las 27 proteínas del coronavirus. El análisis identificó las proteínas virales que “imitan” y “secuestran” a las proteínas humanas: son tácticas que le permiten al virus evadir las defensas celulares y replicarse.

Los resultados del trabajo forman parte de modelos estructurales que son de libre acceso desde el recurso Aquaria-COVID, un sitio web diseñado por el equipo para ayudar a la comunidad investigadora a acercarse a posibles nuevos blancos del coronavirus a los cuales podrían apuntar los futuros tratamientos o vacunas. También serán útiles para investigar nuevas variantes del virus.

“Nuestro recurso contiene un nivel de detalle de la estructura del coronavirus SARS-CoV-2 que no está disponible en ningún otro lugar. Esto nos ha proporcionado una visión sin precedentes de la actividad del virus”, afirmó el profesor O’Donoghue, quien fue el primer autor de un artículo publicado. “Nuestro análisis ha puesto de manifiesto los mecanismos clave utilizados por el coronavirus; estos mecanismos, a su vez, pueden guiar el desarrollo de nuevas terapias y vacunas”, agregó el profesor O’Donoghue.

Para comprender mejor los procesos biológicos, los investigadores determinan la forma tridimensional de cada una de las proteínas, que son los componentes básicos de las células o los virus. “Las estructuras tridimensionales de las proteínas nos proporcionan información de resolución atómica sobre la composición del SARS-CoV-2 que es crucial para desarrollar vacunas o tratamientos dirigidos a distintas partes del virus. ”Gracias a una reciente investigación centrada en el SARS-CoV-2, se ha determinado unas mil estructuras 3D de las 27 proteínas individuales del virus, y casi mil más de proteínas relacionadas”, explicó O’Donoghue. “Sin embargo, hasta ahora no había una forma fácil de reunir todos los datos y analizarlos”.El coronavirus tiene a la proteína Espiga, que ayuda a engañar al sistema inmune humano. Esa proteína tiene un recubrimiento de glicanos, que son moléculas de azúcar (Instituto de Investigación Médica Garvan)

El análisis del equipo reveló tres proteínas del coronavirus (NSP3, NSP13 y NSP16) que “imitaban” a las proteínas humanas, lo que, según los investigadores, permite al virus esconderse mejor del sistema inmunitario humano y puede contribuir a la variación de los resultados de COVID-19.

El modelado también reveló cinco proteínas de coronavirus (NSP1, NSP3, glicoproteína de espiga, proteína de envoltura y proteína ORF9b) que, según los científicos, “secuestran” o interrumpen procesos en las células humanas. Esas proteínas ayudan al virus a tomar el control, completar su ciclo vital y propagarse a otras células dentro del organismo humano.

“Además, encontramos ocho proteínas del coronavirus que se autoensamblan entre sí; el análisis de cómo se ensamblan ha proporcionado nuevos conocimientos sobre cómo el virus replica su genoma. Sin embargo, después de tener en cuenta los solapamientos, todavía quedan 14 proteínas que creemos que desempeñan un papel clave en la infección, pero que no tienen ninguna evidencia estructural de interacción con otras proteínas virales o humanas”, comentó O’Donoghue.

Para hacer más accesibles a los investigadores todos estos conocimientos y datos, los científicos de Australia también desarrollaron un nuevo método de visualización denominado “mapa de cobertura estructural”. “El mapa pone de relieve lo que sabemos sobre el SARS-CoV-2 y lo que aún queda por descubrir; también ayuda a los científicos a encontrar y utilizar los modelos 3D para investigar cuestiones de investigación específicas”, precisó el científico.El profesor Sean O’Donoghue, del Instituto de Investigación Médica Garvan y de Data61 de la organización CSIRO de Australia, lideró el análisis en 3D del coronavirus

El análisis alcanzado revela oportunidades para seguir investigando. “Gran parte de la investigación sobre el coronavirus hasta la fecha se ha centrado en la glicoproteína de la Espiga, que es el principal objetivo de las vacunas actuales. Esta proteína seguirá siendo un objetivo importante, pero también es importante que ampliemos nuestro enfoque a otros objetivos potenciales y comprendamos mejor todo el ciclo de vida del virus”, expresó O’Donoghue.

Con la iniciativa Aquaria-COVID disponible para todo el mundo, los científicos consideran que pueden ayudar a otros investigadores a estudiar más fácilmente las diferencias entre las nuevas variantes del coronavirus y, sobre todo, a encontrar la mejor manera de atacarlas con vacunas y tratamientos. “Cuanto más tiempo circule el virus, más posibilidades tendrá de mutar y formar nuevas variantes como la variante Delta”, advirtió el profesor O’Donoghue y agregó: “Nuestro recurso ayudará a los investigadores a comprender cómo difieren las nuevas variantes del virus entre sí, una pieza del rompecabezas que esperamos ayude a hacer frente a las nuevas variantes a medida que vayan surgiendo”.

La investigación contó con el apoyo de la Fundación Sony de Australia, el Tour de Cure Australia, el Wellcome Trust del Reino Unido, el Consejo de Investigación en Ciencias Biológicas y Biotecnología de Australia y el Ministerio Federal de Educación e Investigación de Alemania.

Recientemente, entre las investigaciones a todo vapor que se empezaron en todo el mundo para ponerle freno a la pandemia, se conoció el hallazgo realizado por científicos que trabajan en la Argentina y en los Estados Unidos: se encontró un mecanismo molecular aumentado que favorece la replicación de tanto del coronavirus como del virus del dengue y el virus Zika. Al ser un mecanismo común a tres enfermedades virales, podría ser el blanco al cual se debería dirigir un tratamiento con más amplio alcance para diferentes pacientes.El coronavirus, el virus del dengue y el del Zika tienen puntos en común. Los pacientes afectados poseen un mecanismo molecular aumentado que favorece la replicación de esos virus y que podría ser el blanco de un tratamiento (iStock)

Como informó Infobae el 5 de septiembre, ese hallazgo fue liderado por investigadores argentinos que trabajan en la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad de Buenos Aires, y la Universidad de Harvard en los Estados Unidos en conjunto con investigadores de Canadá. Fue publicado en la revista Nature Communications.

Buscaron desentrañar qué papel podría jugar el receptor de hidrocarburos de arilo en la infección por el coronavirus. Usaron las bases de datos ya publicados por estudios científicos realizados en diferentes países, e identificaron que el receptor estaba activado en diferentes modelos de cultivos celulares in vitro y animales experimentales.

“Lo que sabemos hoy -contó la doctora Cybele García a Infobae– es que infecciones virales, como el COVID-19, Zika y dengue, disparan mecanismos que activan al receptor de hidrocarburo de arilo. La expresión de ese receptor puede estar ya afectada en algunas personas por contaminantes antes de que adquieran las infecciones. Esto podría ser una de las causas de las distintas sintomatologías observadas, desde los asintomáticos hasta los casos graves tanto de COVID-19 como de las infecciones por dengue y Zika”.