Estudio revela nuevos objetivos para vacunas y tratamientos del coronavirus

A fines de 2019, los primeros informes de una infección respiratoria desconocida, en algunos casos fatal, surgieron de Wuhan, China. La fuente de esa infección se identificó rápidamente como un nuevo coronavirus, relacionado con los que habían causado brotes del Síndrome Respiratorio Agudo Severo (SRAS) entre 2002 y 2004 y el Síndrome Respiratorio del Medio Oriente (MERS) en 2012.

La Organización Mundial de la Salud declaró la enfermedad resultante del nuevo virus, COVID-19, una emergencia de salud pública de preocupación internacional. A principios de marzo de 2020, el nuevo coronavirus, ahora llamado SARS-CoV-2, había infectado a más de 90,000 personas en todo el mundo y había matado al menos a 3,100.

Al igual que otros coronavirus, las partículas de SARS-CoV-2 son esféricas y tienen proteínas llamadas espigas que sobresalen de su superficie. Estas espigas se adhieren a las células humanas, luego experimentan un cambio estructural que permite que la membrana viral se fusione con la membrana celular. Los genes virales pueden ingresar a la célula huésped para ser copiados, produciendo más virus. Trabajos recientes muestran que, al igual que el virus que causó el brote de SARS en 2002, los picos de SARS-CoV-2 se unen a receptores en la superficie celular humana llamada enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2).

Para ayudar a respaldar los rápidos avances de la investigación, científicos de China lanzaron al público la secuencia del genoma del nuevo coronavirus. Un equipo colaborativo que incluye científicos del laboratorio del Dr. Jason McLellan en la Universidad de Texas en Austin y el Centro de Investigación de Vacunas del NIAID (VRC) aisló una parte del genoma que se predice que codificará para su proteína espiga basada en secuencias de coronavirus relacionados. Luego, el equipo utilizó células cultivadas para producir grandes cantidades de la proteína para el análisis.

El estudio fue financiado en parte por el Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas de los NIH (NIAID). Los resultados se publicaron el 19 de febrero de 2020 en Science.

Los investigadores utilizaron una técnica llamada microscopía crioelectrónica para tomar imágenes detalladas de la estructura de la proteína espiga. Esto implica congelar partículas de virus y disparar una corriente de electrones de alta energía a través de la muestra para crear decenas de miles de imágenes. Estas imágenes se combinan para producir una vista 3D detallada del virus.

Los investigadores descubrieron que el pico del SARS-CoV-2 tenía 10 a 20 veces más probabilidades de unirse a ACE2 en las células humanas que el pico del virus del SARS de 2002. Esto puede permitir que el SARS-CoV-2 se propague más fácilmente de una persona a otra. que el virus anterior

A pesar de las similitudes en la secuencia y estructura entre los picos de los dos virus, tres anticuerpos diferentes contra el virus del SARS de 2002 no pudieron unirse con éxito a la proteína del pico del SARS-CoV-2. Esto sugiere que las posibles estrategias de tratamiento basadas en anticuerpos y vacunas deberán ser exclusivas del nuevo virus.

“Esperamos que estos hallazgos ayuden en el diseño de vacunas candidatas y el desarrollo de tratamientos para COVID-19”, dice el Dr. Barney Graham, Director Adjunto del VRC.

Los investigadores están trabajando actualmente en candidatos a vacunas dirigidas a la proteína de pico SARS-CoV-2. También esperan usar la proteína espiga para aislar los anticuerpos de las personas que se han recuperado de la infección por el nuevo coronavirus. Si se produce en grandes cantidades, dichos anticuerpos podrían usarse potencialmente para tratar nuevas infecciones antes de que haya una vacuna disponible. Además, los investigadores de los NIH están buscando otros enfoques para tratar el virus.

References: Cryo-EM structure of the 2019-nCoV spike in the prefusion conformation. Wrapp D, Wang N, Corbett KS, Goldsmith JA, Hsieh CL, Abiona O, Graham BS, McLellan JS. Science. 2020 Feb 19. pii: eabb2507. doi: 10.1126/science.abb2507. [Epub ahead of print]. PMID:32075877.