Un estudio muestra cómo las variantes del coronavirus se propagan más rápidamente



Las variantes de coronavirus de rápida propagación en el Reino Unido, Sudáfrica y Brasil están generando preocupaciones y preguntas sobre si las vacunas COVID-19 protegerán contra ellas.

Un nuevo trabajo dirigido por Bing Chen, PhD, en el Boston Children’s Hospital analizó cómo cambia la estructura de las proteínas del pico del coronavirus con la mutación D614G, llevada por las tres variantes, y mostró por qué estas variantes pueden propagarse más rápidamente. El equipo informa sus hallazgos en Ciencias (16 de marzo de 2020).

El equipo de Chen tomó imágenes de los picos con microscopía crioelectrónica (crio-EM), que tiene una resolución hasta el nivel atómico.

Descubrieron que la mutación D614G (sustitución de una “letra” de un solo aminoácido en el código genético de la proteína del pico) hace que el pico sea más estable en comparación con el virus SARS-CoV-2 original. Como resultado, hay más picos funcionales disponibles para unirse a los receptores ACE2 de nuestras células, lo que hace que el virus sea más infeccioso.

Evitar el cambio de forma de los picos

En el coronavirus original, las proteínas de pico se unirían al receptor ACE2 y luego cambiarían drásticamente de forma, plegándose sobre sí mismas.

Esto permitió al virus fusionar su membrana con las membranas de nuestras propias células y entrar. Sin embargo, como informaron Chen y sus colegas en julio de 2020, los picos a veces cambiaban de forma prematuramente y se deshacían antes de que el virus pudiera unirse a las células. Si bien esto ralentizó el virus, el cambio de forma también hizo más difícil para nuestro sistema inmunológico contener el virus.

Debido a que la proteína espiga original se disociaría, no fue lo suficientemente buena para inducir una fuerte respuesta de anticuerpos neutralizantes “.

Bing Chen, PhD, Hospital de Niños de Boston

Cuando Chen y sus colegas tomaron imágenes de la proteína de pico mutante, encontraron que la mutación D614G estabiliza el pico al bloquear el cambio de forma prematuro. Curiosamente, la mutación también hace que los picos se unan más débilmente al receptor ACE, pero el hecho de que los picos sean menos propensos a desmoronarse prematuramente hace que el virus en general sea más infeccioso.

“Digamos que el virus original tiene 100 picos”, explica Chen. “Debido a la inestabilidad de la forma, es posible que solo el 50 por ciento de ellos sean funcionales. En las variantes G614, es posible que el 90 por ciento sea funcional, por lo que, aunque no se unan tan bien, las posibilidades de que tenga infección.”

Chen propone que las vacunas rediseñadas incorporen el código de esta proteína de pico mutante. La forma de pico más estable debería hacer que cualquier vacuna basada en el pico (al igual que las vacunas Moderna, Pfizer y Johnson & Johnson) sea más probable que provoque una protección anticuerpos neutralizantes, él dice.

Dirección futura: un fármaco para bloquear la entrada del coronavirus

Chen y sus colegas están aplicando aún más la biología estructural para comprender mejor cómo se une el SARS-CoV-2 al receptor ACE2, con miras a la terapéutica para evitar que el virus ingrese a nuestras células.

En enero, el equipo mostró en Nature Structural & Molecular Biology que una proteína ACE2 “señuelo” diseñada estructuralmente se une al virus 200 veces más fuertemente que la propia ACE2 del cuerpo.

El señuelo inhibió potentemente el virus en cultivo celular, lo que sugiere que podría ser un tratamiento anti-COVID-19. Chen ahora planea hacer avanzar esta investigación en modelos animales.

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