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Investigadores de múltiples instituciones de investigación de Alemania han combinado sus recursos para estudiar la proteína de la espiga en la superficie del virus. Con sus púas, el virus se une a las células humanas y las infecta. El estudio dio sorprendentes conocimientos sobre la proteína espiga, incluyendo una inesperada libertad de movimiento y una capa protectora para esconderla de los anticuerpos. Los resultados se publican en la revista 'Science'.
Al comienzo de una infección por COVID-19, el coronavirus se acopla a las células humanas utilizando las proteínas de la superficie. La proteína de punta es el centro del desarrollo de la vacuna porque desencadena una respuesta inmunológica en los humanos.
El equipo combinó la tomografía crioelectrónica, el promedio de subtomogramas y simulaciones de dinámica molecular para analizar la estructura molecular de la proteína de punta en su entorno natural, en viriones intactos y con una resolución casi atómica. Utilizando la instalación de imágenes de microscopía crioelectrónica de última generación, se generaron 266 criotogramas de alrededor de 1000 virus diferentes, cada uno de los cuales lleva un promedio de 40 picos en su superficie. El promedio de subtomogramas y el procesamiento de imágenes, combinados con simulaciones de dinámica molecular, finalmente proporcionaron la importante y novedosa información estructural sobre estos picos.
Los resultados fueron sorprendentes: los datos mostraron que la porción globular de la proteína de los picos, que contiene la región de unión al receptor y la maquinaria necesaria para la fusión con la célula objetivo, está conectada a un tallo flexible. "La parte esférica superior de la espiga tiene una estructura que se reproduce bien por las proteínas recombinantes utilizadas para el desarrollo de vacunas. Sin embargo, nuestros hallazgos sobre el tallo, que fija la parte globular de la proteína de la espiga a la superficie del virus, eran nuevos", explica uno de los autores, Martin Beck.
Una nueva proteína receptora que se une al virus del SARS-CoV-2 y evita que entre en las células puede ser prometedora para el tratamiento de COVID-19 y otras enfermedades relacionadas con el coronavirus, según una investigación del Instituto de Investigación Médica del Ejército de Estados Unidos de Enfermedades Infecciosas que se ha publicado en la revista 'Science'.
A medida que los científicos se apresuran a encontrar tratamientos para COVID-19, muchos se centran en una proteína específica llamada enzima convertidora de angiotensina 2, o ACE2, que se encuentra en varias superficies celulares en todo el cuerpo humano. Su propósito es generar proteínas más pequeñas que regulen las funciones dentro de la célula. Utilizando la proteína en forma de espiga en su superficie, el virus del SARS-CoV-2 se une a la ACE2 antes de la entrada e infección de las células. Por lo tanto, el ACE2 actúa como un receptor para el virus que causa el COVID-19.
En el estudio, estos científicos diseñaron un novedoso receptor que se asemeja al ACE2, con la intención de usarlo como un 'señuelo' que puede unirse al virus antes de que pueda engancharse al ACE2 en la superficie de la célula e invadirla. Primero, examinaron más de 2.000 mutaciones de ACE2 y crearon células con los receptores mutantes en sus superficies. Analizando cómo interactuaban con la proteína de punta del coronavirus, encontraron una combinación de tres mutaciones que hacían que un receptor se uniera al virus con más fuerza y lo convertía en un objetivo más atractivo para el virus.
Después, el equipo determinó que el receptor señuelo tiene una potente actividad neutralizante contra el SARS-CoV-2, actividad que está a la par de los mejores anticuerpos neutralizantes identificados hasta la fecha. Además, encontraron que el receptor 'señuelo' no solo neutraliza el SARS-CoV-2, sino que también actúa para neutralizar el SARS-CoV-1, un virus estrechamente relacionado que utiliza el mismo receptor celular.
Se requiere investigación adicional para determinar si el receptor 'señuelo' podría utilizarse para tratar o prevenir eficazmente el COVID-19 y las enfermedades coronavirales relacionadas. El equipo espera asegurar el financiamiento de estudios en animales para ayudar a responder esas preguntas.