Engañando al nuevo coronavirus con un falso “apretón de manos”: científicos inician desarrollo de prometedor fármaco

Si engaña al nuevo coronavirus una vez, este no podrá infectar las células, sugiere una nueva investigación.

Para llevar a cabo este engaño, los científicos han desarrollado fragmentos de proteínas, llamados péptidos, que encajan perfectamente en un surco en la proteína espiga (Spike) del Sars-CoV-2 que normalmente usaría para acceder a una célula huésped. Estos péptidos engañan efectivamente al virus para que “le dé la mano” a una réplica en lugar de con la proteína real en la superficie de una célula que deja entrar al virus.

Investigaciones anteriores han determinado que el nuevo coronavirus se une a una proteína receptora en la superficie de una célula diana llamada ACE2. Este receptor se encuentra en ciertos tipos de células humanas en el pulmón y la cavidad nasal, proporcionando al Sars-CoV-2 muchos puntos de acceso para infectar el cuerpo.

Para este trabajo, los científicos de la Universidad Estatal de Ohio (EE.UU.) diseñaron y probaron péptidos que se asemejan lo suficiente a ACE2 como para convencer al coronavirus de que se una a ellos, una acción que bloquea la capacidad del virus para entrar realmente en la célula.

“Nuestro objetivo es que cada vez que el Sars-CoV-2 entre en contacto con los péptidos, el virus se inactive. Esto se debe a que la proteína Spike del virus ya está unida a algo que necesita usar para unirse a la célula“, dijo Amit Sharma, coautor principal del estudio y profesor asistente de biociencias veterinarias en el estado de Ohio. “Para hacer esto, tenemos que llegar al virus mientras aún está fuera de la célula”.

El equipo de Ohio State prevé la entrega de estos péptidos fabricados en un aerosol nasal o desinfectante de superficies en aerosol, entre otras aplicaciones, para bloquear los puntos de acceso circulantes del Sars-CoV-2 con un agente que evita su entrada en las células objetivo.

“Con los resultados que generamos con estos péptidos, estamos bien posicionados para avanzar hacia los pasos de desarrollo de productos”, dijo Ross Larue, coautor principal y profesor asistente de investigación de farmacia y farmacología en el estado de Ohio.

El estudio aparece en la edición de enero de la revista Bioconjugate Chemistry.

El Sars-CoV-2, como todos los demás virus, requiere acceso a las células vivas para hacer su daño: los virus secuestran las funciones celulares para hacer copias de sí mismos y causar infecciones. La replicación muy rápida del virus puede abrumar al sistema huésped antes de que las células inmunes puedan reunir una defensa eficaz.

Una de las razones por las que este coronavirus es tan infeccioso es porque se une muy estrechamente al receptor ACE2, que abunda en las células de los seres humanos y de algunas otras especies. La proteína Spike en la superficie del Sars-CoV-2, que se ha convertido en su característica más reconocible, también es fundamental para su éxito en la unión a ACE2.

Los avances recientes en la cristalización de proteínas y la microscopía han hecho posible crear imágenes informáticas de estructuras de proteínas específicas solas o en combinación, como cuando se unen entre sí.

Sharma y sus colegas examinaron de cerca las imágenes de la proteína pico Sars-CoV-2 y ACE2, y se enfocaron en cómo ocurren sus interacciones y qué conexiones se requieren para que las dos proteínas se bloqueen en su lugar. Se dieron cuenta de una cola en forma de cinta en espiral en ACE2 como el punto focal del accesorio, que se convirtió en el punto de partida para diseñar péptidos.

“La mayoría de los péptidos que diseñamos se basan en la cinta que entra en contacto con la espiga”, dijo Sharma, quien también tiene un nombramiento en la facultad en infecciones e inmunidad microbianas. “Nos enfocamos en crear los péptidos más cortos posibles con los contactos esenciales mínimos”.

El equipo probó varios péptidos como “inhibidores competitivos” que no solo podían unirse de forma segura con las proteínas espiga del Sars-CoV-2, sino también prevenir o disminuir la replicación viral en cultivos celulares. Dos péptidos, uno con los puntos de contacto mínimos y otro más grande, fueron efectivos para reducir la infección por Sars-CoV-2 en estudios celulares en comparación con los controles.

Sharma describió estos hallazgos como el comienzo de un proceso de desarrollo de productos que continuará el equipo de virólogos y químicos farmacéuticos que colaboran en este trabajo.

“Estamos adoptando un enfoque de múltiples frentes”, dijo Sharma. “Con estos péptidos, hemos identificado los contactos mínimos necesarios para inactivar el virus. De cara al futuro, planeamos centrarnos en desarrollar aspectos de esta tecnología con fines terapéuticos.

“El objetivo es neutralizar el virus de manera eficaz y potente, y ahora, debido a la aparición de variantes, estamos interesados en evaluar nuestra tecnología contra las mutaciones emergentes”.