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3 marzo, 2020

Nueva estructura del coronavirus revela el camino para vacunas y tratamientos

Los investigadores produjeron una imagen detallada de la parte del SARS-CoV-2, el nuevo coronavirus que causa COVID-19, que le permite infectar células humanas.

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 2002-2004 y el Síndrome Respiratorio del Medio Oriente (MERS) en 2012.

A principios de marzo de 2020, el nuevo coronavirus, ahora llamado SARS-CoV-2, ya infectó a más de 90,000 personas en todo el mundo y causó la muerte de al menos unas 3,100.

Todavía no se desarrolla la primera vacuna, pero la forma en que el virus se replica en los humanos dan pistas para una pronta solución

Al igual que otros coronavirus, las partículas de SARS-CoV-2 son esféricas y tienen proteínas llamadas espigas que sobresalen de su superficie, de aquí su nombre de coronavirus.

Son estas espigas las que se adhieren a las células humanas y luego experimentan un cambio estructural que permite que la membrana viral se fusione con la membrana celular. 

coronavirus desde el microscopio
Así se ve en el microscopio el virus SARS-CoV-2 que produce la enfermedad Covid-19

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).

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.

Proteína espiga de SARS-CoV-2
Estructura a nivel atómico de la proteína espiga de SARS-CoV-2. 
El dominio de unión al receptor, la parte de la espiga que se une a la célula huésped, es de color verde

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.

Las vacunas para otros tipos de coronavirus no funcionan en el nuevo SARS-CoV-2

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. 

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