Cvirus.- Hallan un mecanismo en la corona del SARS-CoV-2 que podría ayudar a encontrar rápidamente nuevos tratamientos

Los investigadores han detallado un mecanismo en la corona distintiva del SARS-CoV-2 que podría ayudar a los científicos a encontrar rápidamente nuevos tratamientos para el virus y probar rápidamente si es probable que los tratamientos existentes funcionen con versiones mutadas a medida que se desarrollan.

El equipo, dirigido por la Universidad de Warwick, en Reino Unido, como parte de la comunidad EUTOPIA de universidades europeas, ha simulado movimientos en casi 300 estructuras proteicas de la proteína de pico del virus Covid-19 mediante el uso de técnicas de modelado computacional, en un esfuerzo por ayudar a identificar objetivos farmacológicos prometedores contra el virus.

En un nuevo artículo publicado en la revista 'Scientific Reports', el equipo de físicos y científicos de la vida detallan los métodos que utilizaron para modelar la flexibilidad y la dinámica de las 287 estructuras proteicas del virus Covid-19 identificadas hasta ahora. Al igual que los organismos, los virus están compuestos por proteínas, grandes biomoléculas que desempeñan diversas funciones. Los científicos creen que un método para tratar el virus podría ser interferir en la movilidad de esas proteínas.

Han hecho que sus datos, películas e información estructural, detallando cómo se mueven las proteínas y cómo se deforman, para las 287 estructuras de proteínas para Covid-19 que estaban disponibles en el momento del estudio, sean accesibles al público para permitir que otros investiguen posibles vías para tratamientos.

Los investigadores centraron sus esfuerzos particulares en una parte del virus conocida como proteína de pico, también llamada estructura del dominio de eco Covid-19, que forma la corona extendida que da nombre a los coronavirus. Este pico es lo que permite que el virus se adhiera a la enzima ACE2 en las membranas celulares humanas, a través de la cual causa los síntomas de Covid-19.

La proteína del pico es, de hecho, un homotrímero, es decir, tres proteínas del mismo tipo combinadas. Mediante la modelización de los movimientos de las proteínas del pico, los investigadores identificaron un mecanismo de "bisagra" que permite al pico engancharse a una célula, y que también abre un túnel en el virus que es un medio probable de llevar la infección a la célula enganchada.

Sugieren que si se encuentra una molécula adecuada para bloquear el mecanismo --literalmente, insertando una molécula de tamaño y forma adecuados-- los científicos farmacéuticos podrán identificar rápidamente los medicamentos existentes que podrían ser eficaces contra el virus.

El autor principal, el profesor Rudolf Roemer, del Departamento de Física de la Universidad de Warwick, quien realizó el trabajo durante un año sabático en la Universidad CY Cergy-Paris, señala que "saber cómo funciona este mecanismo es una forma de detener el virus, y en nuestro estudio somos los primeros en ver el movimiento detallado de apertura. Ahora que sabe cuál es el rango de este movimiento, puede averiguar qué puede bloquearlo".

Y añade que "todas las personas que estén interesadas en comprobar si las estructuras de las proteínas en el virus podrían ser objetivos de fármacos deberían poder examinar esto y ver si la dinámica que calculamos les resulta útil".

"No pudimos observar de cerca todas las 287 proteínas en el tiempo disponible. La gente debería usar el movimiento que observamos como punto de partida para su propio desarrollo de objetivos farmacológicos --prosigue--. Si encuentra un movimiento interesante para una estructura de proteína particular en nuestros datos, puede utilizarlos como base para nuevos modelos o estudios experimentales".

Para investigar los movimientos de las proteínas, los científicos utilizaron un enfoque de modelado de flexibilidad de proteínas. Esto implica recrear la estructura de la proteína como un modelo de computadora y luego simular cómo esa estructura se movería al tratar la proteína como un material que consta de subunidades sólidas y elásticas, con un posible movimiento de estas subunidades definido por enlaces químicos.

Se ha demostrado que el método es particularmente eficaz y preciso cuando se aplica a proteínas grandes, como la proteína de pico del coronavirus. Esto puede permitir a los científicos identificar rápidamente objetivos prometedores para los medicamentos para una mayor investigación.

Las estructuras de proteínas en las que los investigadores basaron su modelado están todas contenidas en el Protein Data Bank. Cualquiera que publique una estructura biológica tiene que enviarla al banco de datos de proteínas para que esté disponible gratuitamente en un formato estándar para que otros la descarguen y estudien más. Desde el comienzo de la pandemia de Covid-19, científicos de todo el mundo ya han enviado miles de estructuras de proteínas relacionadas con Covid-19 al Protein Data Bank.

El profesor Roemer agrega que "el estándar de oro en el modelado de la dinámica de proteínas computacionalmente es un método llamado dinámica molecular. Desafortunadamente, este método puede consumir mucho tiempo, particularmente para proteínas grandes como el pico Covid-19, que tiene casi 3000 residuos: el edificio básico bloques de todas las proteínas", lamenta.

"Nuestro método es mucho más rápido, pero naturalmente tenemos que hacer supuestos simplificadores más estrictos --admite--. Sin embargo, podemos simular rápidamente estructuras que son mucho más grandes de lo que pueden hacer los métodos alternativos".

Reconoce que "por el momento, nadie ha publicado experimentos que identifiquen estructuras cristalinas de proteínas para las nuevas variantes de Covid-19. Si surgen nuevas estructuras para las mutaciones en el virus, los científicos podrían probar rápidamente los tratamientos existentes y ver si la nueva mecánica hace un impacto en su efectividad usando nuestro método".