Descubren la clave que puede interferir en el avance del coronavirus sobre las células humanas

El coronavirus es un virus encapsulado. Tiene proteínas que cumplen diferentes funciones. Una de ellas es la proteína Espiga, que le da ese aspecto de “corona” que le da parte del nombre. Hoy los investigadores científicos saben que la Espiga ayuda a que el virus se prenda y entre a la célula de los seres humanos para infectarla. En los Estados Unidos, un equipo de científicos descubrió una oportunidad para interferir en ese proceso que permite que el coronavirus ingrese a la células. Un aporte que podría contribuir al desarrollo de tratamientos que actúen para contrarrestar el avance de la infección, en el contexto de una pandemia que ahora avanza gracias a variantes cada vez más contagiosas como Delta.

Los científicos lograron simular la transición de la estructura de la proteína de la Espiga del coronavirus desde que reconoce a la célula huésped hasta que consigue entrar, según un estudio publicado en la revista eLife. La investigación sugiere que una estructura habilitada por las moléculas de azúcar en la proteína Espiga podría ser esencial para la entrada en la célula. También afirman que la interrupción de esa estructura podría ser una estrategia para detener la transmisión del virus.

Un aspecto esencial del ciclo vital del coronavirus es su capacidad para adherirse a las células del ser humano y transferir su material genético. Lo consigue gracias a su proteína Espiga, que está formada por tres componentes separados: un haz transmembrana que ancla la Espiga al virus, y dos subunidades S (S1 y S2) en el exterior del virus.

Para infectar una célula humana, la subunidad S1 se une a una molécula de la superficie de las células humanas llamada ACE2, y la subunidad S2 se desprende y fusiona las membranas de la célula viral y la humana. Aunque se conoce este proceso, todavía no se ha descubierto el orden exacto en que se produce. Por esto, la comprensión de los movimientos a escala de los microsegundos y a nivel atómico de estas estructuras proteicas podría revelar posibles objetivos para el tratamiento del COVID-19.

“La mayoría de los tratamientos y vacunas actuales contra el COVID-19 se han centrado en el paso de reconocimiento ACE2 de la invasión del virus, pero una estrategia alternativa es dirigirse al cambio estructural que permite al virus fusionarse con la célula huésped humana”, explica el coautor del estudio, José Onuchic, profesor de física e investigador de la Universidad de Rice, en Houston, y codirector del Centro de Física Biológica Teórica. “Pero sondear experimentalmente estas estructuras intermedias y transitorias es extremadamente difícil, por lo que utilizamos una simulación por ordenador suficientemente simplificada para investigar este gran sistema pero que mantiene suficientes detalles físicos para captar la dinámica de la subunidad S2 en su transición entre las formas de pre-fusión y post-fusión”, agregó.

El equipo de científicos estaba especialmente interesado en el papel de las moléculas de azúcar en la proteína de la espiga, llamadas glicanos. Para ver si el número, el tipo y la posición de los glicanos desempeñan un papel en la etapa de fusión de la membrana de la entrada de la célula al mediar estas formaciones intermedias de la Espiga, realizaron miles de simulaciones utilizando un modelo basado en la estructura de todos los átomos. Estos modelos permiten predecir la trayectoria de los átomos a lo largo del tiempo. Es decir, estudiaron cómo afectan los átomos vecinos al movimiento de los demás.

Las simulaciones revelaron que los glicanos forman una “jaula” que atrapa la “cabeza” de la subunidad S2. Hacen que se detenga en una forma intermedia entre el momento en que se desprende de la subunidad S1 y cuando las membranas viral y celular se fusionan. Cuando los glicanos no estaban allí, la subunidad S2 pasaba mucho menos tiempo en esa conformación.

Las simulaciones también sugieren que mantener la cabeza de la S2 en una posición particular ayuda a la subunidad S2 a reclutar células humanas del huésped y a fusionarse con sus membranas, al permitir la extensión de proteínas cortas llamadas péptidos de fusión del virus. De hecho, la glicosilación de S2 aumentó significativamente la probabilidad de que un péptido de fusión se extendiera a la membrana de la célula huésped, mientras que cuando los glicanos estaban ausentes, sólo había una posibilidad marginal de que esto ocurriera.

“Nuestras simulaciones indican que los glicanos pueden inducir una pausa durante la transición de la proteína Espiga. Esto proporciona una oportunidad crítica para que los péptidos de fusión capturen la célula huésped”, mencionó el coautor Paul Whitford, profesor asociado del Centro de Física Biológica Teórica y del Departamento de Física de la Universidad Northeastern de Boston (EE.UU.). “En ausencia de glicanos, la partícula víral probablemente no entraría en el huésped. Nuestro estudio revela cómo los azúcares pueden controlar la infectividad, y proporciona una base para investigar experimentalmente los factores que influyen en la dinámica de este patógeno omnipresente y mortal”, agregó el doctor Whitford.

Consultada por Infobae, la doctora Alejandra Capozzo, investigadora en virología del Conicet y miembro de la Sociedad Argentina de Virología, comentó sobre el trabajo realizado en Estados Unidos: “El nuevo estudio permitió revelar el rol de los azúcares que forman parte de la proteína Espiga que está en la superficie del coronavirus. Hicieron un análisis de bioinformática que permiten determinar cuáles son los mecanismos de esos azúcares que facilitarían que el coronavirus ingrese en las células. Los resultados son importantes porque podría contribuir al desarrollo de algún tratamiento que interfiera en esos mecanismos para prevenir el avance de la infección en las personas”.

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