Cuando el coronavirus que causa el COVID-19 infecta las células humanas, la maquinaria de procesamiento de proteínas de la célula realiza modificaciones en la proteína espiga que la vuelven más flexible y móvil, lo que podría aumentar su capacidad para infectar otras células y evadir anticuerpos.
Esto es lo que hallaron investigadores de la Universidad de Illinois Urbana-Champaign. Para el estudio, crearon un modelo computacional a nivel atómico de la proteína espiga y realizaron múltiples simulaciones para examinar la dinámica de la proteína y cómo las modificaciones de la célula afectaron esa dinámica. Este es el primer estudio que presenta una imagen tan detallada de la proteína que desempeña un papel clave en la infección y la inmunidad de COVID-19, indicaron los especialistas, profesor de bioquímica Emad Tajkhorshid, el investigador postdoctoral Karan Kapoor y el estudiante graduado Tianle Chen, quienes publicaron sus hallazgos en la revista PNAS.
“La dinámica de pico es muy importante para determinar cuánto se mueve y qué tan flexible es para buscar y unirse a los receptores en la célula huésped -afirmó Tajkhorshid, quien también es miembro del Instituto Beckman de Ciencia y Tecnología Avanzadas-. Para tener una representación realista, se debe mirar la proteína a nivel atómico. Esperamos que los resultados de nuestras simulaciones puedan usarse para desarrollar nuevos tratamientos. En lugar de usar una estructura estática de la proteína para buscar posibles opciones de unión a fármacos, queremos reproducir sus movimientos y utilizar todas las formas relevantes que adopta para proporcionar una plataforma más completa para la detección de candidatos a fármacos en lugar de una sola estructura”.
La proteína espiga del SARS-CoV-2 es la que sobresale de la superficie del virus y se une a los receptores en la superficie de las células humanas para infectarlas. También es el objetivo de los anticuerpos en aquellos que han sido vacunados o se han recuperado de la infección. “Muchos estudios han analizado la proteína espiga y su secuencia de aminoácidos, pero el conocimiento de su estructura se ha basado en gran medida en imágenes estáticas -indicó Tajkhorshid-. Las simulaciones atómicas brindan a los investigadores una idea de la dinámica que afecta la forma en que la proteína interactúa con los receptores en las células que busca infectar y con los anticuerpos que buscan unirse a ella”.
Los científicos descubrieron que la proteína tiene varias bisagras o partes móviles, lo que permite que la cabeza de la proteína gire sobre el tallo que sobresale del virus. Los investigadores documentaron varias conformaciones diferentes, incluidas formas activas e inactivas, y mapearon cómo la proteína cambia de una a otra. Las conformaciones observadas en sus simulaciones computacionales se alinearon con los tipos y frecuencias de ángulos analizados en estudios estructurales experimentales, lo que respalda la validez de las simulaciones.
También encontraron que el procesamiento por parte de la célula huésped cambió la dinámica de la proteína viral. Gran parte de la investigación se ha centrado en el código genético del virus y las mutaciones que ha adquirido a medida que surgen nuevas variantes. Sin embargo, la proteína espiga pasa por una serie de cambios a medida que se pliega y empaqueta para su transporte por toda la célula. Una de las modificaciones más comunes, la glicosilación, es la adición de azúcares llamados glicanos en puntos específicos. Los investigadores notaron una mayor amplitud de movimiento en la proteína espiga, haciéndola más capaz de flexionarse e interactuar con los receptores de la superficie celular.
Los investigadores declararon que sus hallazgos “resaltan la importancia de comprender no sólo las mutaciones genéticas en la proteína espiga de las nuevas variantes del virus, sino también modificaciones y cómo éstas pueden aumentar la infectividad del virus y la evitación inmunológica”.
“La esperanza es que, en el futuro, esta nueva comprensión de la proteína espiga sea útil para los esfuerzos terapéuticos. Me imagino que podemos enfocarnos en la dinámica de la proteína espiga con compuestos que se unen a las bisagras y las vuelven inflexibles y, por lo tanto, en principio, hacen que el virus sea menos efectivo”, concluyó Tajkhorshid.
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