Una proteína obtenida de una planta es clave para diagnosticar COVID-19

Investigadores españoles del Consejo Superior de Investigaciones Científicas destacan la importancia de proteína N del SARS-CoV-2 obtenida de un vegetal cultivado mediante biotecnología para el diagnóstico serológico del coronavirus

Las diferentes especies de coronavirus comparten una proteína que usan para entrar en las células
Las diferentes especies de coronavirus comparten una proteína que usan para entrar en las células

La lucha contra la actual pandemia de coronavirus (COVID-19) ha creado una enorme demanda de materiales biotecnológicos, farmacéuticos, de investigación y sanitarios a escalas sin precedentes. Una de las demandas más urgentes afecta a las pruebas diagnósticas.

La creciente necesidad de pruebas de diagnóstico de laboratorio, rápidas y precisas, requiere el desarrollo de procesos biotecnológicos destinados a producir reactivos capaces de hacer frente a esta demanda de manera escalable, rentable y con tiempos de respuesta rápidos. Esto es particularmente aplicable a los antígenos empleados en pruebas serológicas. La expresión de proteínas recombinantes utilizando plantas como biofábricas es uno de los métodos más prometedores y eficientes para la producción en masa de antígenos proteicos útiles en el diagnóstico serológico, con una clara ventaja en términos económicos.

Así, la proteína N del SARS-CoV-2 obtenida de una planta pariente del tabaco cultivada mediante biotecnología, comprobó ser útil para el diagnóstico serológico del COVID-19. Así lo ha revelado un estudio coliderado por investigadores del Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (INIA-CSIC) de España.

La proteína Spike (S) y la proteína Nucleocápside (N) del virus SARS-CoV-2 son las principales dianas de la respuesta inmune
La proteína Spike (S) y la proteína Nucleocápside (N) del virus SARS-CoV-2 son las principales dianas de la respuesta inmune

El uso de esta proteína N recombinante se convierte en una “alternativa a los test serológicos mayoritarios basados en la proteína S, ya que permite distinguir a las personas vacunadas de las infectadas, tiene menor tasa de mutaciones y se genera de forma rápida a bajo coste”, explican desde el CSIC. “El diagnóstico serológico de la presencia de anticuerpos del virus SARS-CoV-2 en suero es una de las principales vías para valorar la respuesta inmunológica de personas que han sufrido la Covid-19 (sintomáticas o no), así como de personas vacunadas. Los reactivos más importantes para estos ensayos son las proteínas virales, procedentes generalmente de técnicas biotecnológicas. Para hacer frente a la alta demanda de pruebas serológicas los científicos analizan nuevos métodos que proporcionen grandes cantidades de proteínas del virus a precios razonables”, informaron desde el CSIC.

En este estudio, publicado en la revista Frontiers in Plant Science, los expertos han constatado la validez de la proteína N del virus, producida por la especie de origen australiano Nicotiana benthamiana, para diagnosticar el coronavirus. La eficacia se ha demostrado en más de 400 sueros de personas de la región de Madrid, ya caracterizados por el Centro de Investigación en Sanidad Animal (CSIA-INIA-CSIC). El investigador del INIA-CSIC y colíder del estudio, Fernando Ponz, explica que “mediante una técnica de biotecnología vegetal llamada ‘expresión transitoria’ se fuerza a producir la proteína N del virus de forma que esta se convierte en una biofactoría capaz de generarla de forma rápida, en semanas o muy pocos meses”.

PROTEÍNA N Y VACUNAS

Actualmente, la proteína Spike (S) y la proteína Nucleocápside (N) del virus SARS-CoV-2 son las principales dianas de la respuesta inmune y, aunque la mayoría de las pruebas para detectar anticuerpos frente al coronavirus se basan en la proteína S, se prevé que la segunda vaya ganando protagonismo con la llegada de las nuevas generaciones de vacunas.

Ponz añade que “los test serológicos basados en esta proteína son idénticos (ELISA, por ejemplo). Lo importante es que se está generando una gran demanda de proteínas de SARS-CoV-2 que exigen su producción masiva. Por ejemplo, van a ser muy necesarias para establecer la duración de la inmunidad tras sufrir la enfermedad”. “Por el momento, mientras se siga empleando solo la proteína S (o su ARN mensajero) para vacunar, la proteína N no serviría para establecer la duración de la respuesta inmune, pero sí que será muy útil cuando lleguen las nuevas generaciones de vacunas que incluyan más de una, si entre ellas está la proteína N”, agregó.

Recreación 3D de la proteína spike del virus SARS-CoV-2 (National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID)
Recreación 3D de la proteína spike del virus SARS-CoV-2 (National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID)

“Precisamente, que todas las vacunas aprobadas por las agencias internacionales se basen únicamente en la proteína S proporciona una ventaja adicional a los test centrados en la proteína N para distinguir entre vacunados e infectados”, subrayan desde el CSIC. Por otro lado, al tratarse de una nucleoproteína interna del virión (recubre el ARN), su tasa de mutaciones es menor y es más estable. Además, los investigadores han comprobado que se trata de una molécula bastante antigénica, que induce una alta respuesta inmune.

“Este estudio demuestra que la parte de la proteína N derivada del SARS-CoV-2 expresada en plantas actúa como un antígeno perfectamente válido para su uso en el diagnóstico de COVID-19. Además, nuestros resultados apoyan el uso de esta plataforma vegetal para la expresión de proteínas recombinantes como reactivos para el diagnóstico de COVID-19. Esta plataforma se destaca como un sistema de producción conveniente y ventajoso, apto para hacer frente a la demanda actual de este tipo de biológicos de manera rentable, haciendo que los kits de diagnóstico sean más asequibles”, concluyen los autores del estudio.

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