Por medio de un enfoque computacional y una imagen 3D, un grupo de expertos de Estados Unidos logró advertir modificaciones en el comportamiento del virus. Por qué este hallazgo permitiría nuevos tratamientos.
A más de tres años del inicio de la pandemia del COVID-19, la ciencia sigue avanzando en nuevos hallazgos sobre este virus que puso en vilo a la humanidad. Recientemente, expertos de Estados Unidos descubrieron nuevos detalles sobre la estructura del SARS-CoV-2, y encontraron “una forma elíptica que respira o cambia de forma a medida que se mueve en el organismo de una persona”, según señalaron.
Los autores, que pertenecen al Instituto Politécnico de Worcester (WPI, por sus siglas en inglés), publicaron sus hallazgos en la revista Cell. “Desarrollamos y aplicamos un enfoque computacional integrador de múltiples escalas para modelar la estructura de la envoltura del SARS-CoV-2 con detalles casi atomísticos, centrándonos en estudiar la naturaleza dinámica y las interacciones moleculares”, explicaron en el escrito.
Y sumaron: “Este conocimiento estructural y detallado de la envoltura viral es fundamental, porque permite una comprensión mecánica de las interacciones entre el virus y la célula huésped, y presenta objetivos farmacológicos potenciales para futuras intervenciones terapéuticas (tratamientos)”.
Estas conclusiones se basaron en una imagen 3D del virus lograda por los investigadores, que contenía información de secuencia genética del primer sublinaje que fue aislado en China. “La imagen mostró que el virus es más elíptico que esférico y puede cambiar de forma. Desarrollamos un enfoque integrador para generar modelos detallados de la envoltura del SARS-CoV-2 mediante la combinación de datos estructurales de experimentos y de modelos de homología”, precisaron.
Dmitry Korkin, uno de los expertos a cargo de este trabajo, indicó: “Este es un indicador crítico que necesitamos para luchar contra futuras pandemias. Es probable que las propiedades de la envoltura del SARS-CoV-2 sean similares a las de otros coronavirus. Eventualmente, el conocimiento sobre las propiedades de las proteínas de la membrana del coronavirus podría conducir a nuevas terapias y vacunas para futuros virus”.
Para Korkin, “comprender la envoltura del virus SARS-CoV-2 debería permitirnos modelar el proceso real del virus adhiriéndose a la célula y aplicar este conocimiento a nuestra comprensión de las terapias a nivel molecular. Por ejemplo, cómo se puede inhibir la actividad viral por medicamentos antivirales o cuánto bloqueo antiviral se necesita para prevenir la interacción virus-huésped. Por ahora, no lo sabemos, pero esto es lo mejor que podemos hacer en este momento: poder simular procesos reales”.
“El modelo estructural desarrollado por nuestro equipo -siguió el experto- amplía lo que ya se sabía sobre la arquitectura de la envoltura del virus SARS-CoV-2 y los brotes anteriores relacionados con el SARS y el MERS (síndrome respiratorio de Oriente Medio). El protocolo computacional utilizado para crear el modelo también podría aplicarse para modelar más rápidamente futuros coronavirus. Una imagen más clara de la estructura del virus podría revelar vulnerabilidades cruciales”.
Para cerrar, los autores del estudio valoraron: “El enfoque integrador desarrollado en este trabajo permite combinar información experimental en diferentes resoluciones en un modelo consistente, proporcionando información estructural y funcional más allá de lo que se puede obtener con un solo método experimental. El modelo obtenido es un paso importante hacia nuestra comprensión de la arquitectura molecular subyacente de todo el virus”.
El COVID y su entrada en las vías respiratorias
Recientemente, otro trabajo científico realizado por expertos de Estados Unidos describió las rutas que sigue el coronavirus para entrar y salir de la nariz de las personas. Al igual que el mencionado estudio elaborado por el WPI, estos resultados aportan blancos a los que podrían apuntar futuros tratamientos.
“Nuestras vías respiratorias superiores son la plataforma de lanzamiento no sólo de la infección de nuestros pulmones, sino también de la transmisión a otras personas”, explicó el doctor Peter Jackson, profesor de patología y de microbiología e inmunología en Stanford Medicine, quien comparte la autoría principal del estudio con el Raúl Andino, profesor de microbiología e inmunología de la Universidad de California en San Francisco.
El trabajo, que fue publicado en la revista Cell, investigó a la infección por el coronavirus en la cavidad nasal. Cabe repasar que la nariz y las vías respiratorias están recubiertas de tejido epitelial formado principalmente por tres tipos de células: las basales, las caliciformes y las multiciliadas. Estas constituyen aproximadamente el 80% de todas las células del epitelio nasal.
Las células multiciliadas forman una barrera protectora que impide la entrada de virus en las vías respiratorias. En ese tono, Jackson y sus colegas se centraron en dos estructuras de las células epiteliales multiciliadas: los cilios y las microvellosidades.
Para ver de cerca lo que ocurre durante una infección viral incipiente, los investigadores utilizaron un sofisticado método de cultivo de tejidos para generar lo que denominan “organoides epiteliales”, que imitan las vías respiratorias humanas. Aunque carecen de vasos sanguíneos y células inmunitarias, esos organoides recapitulan completamente la arquitectura del epitelio nasal, incluida una capa intacta de mucus y mucina y células multiciliadas bien desarrolladas.
La microscopía electrónica mostró que el virus se adhiere en un principio a los cilios. Un día después de la inoculación, el virus sólo se replicaba en unas pocas células. Finalmente, se necesitaron 48 horas para que se produjera una replicación masiva, lo que indica, según los autores, que el coronavirus necesita al menos uno o dos días completos para empezar a replicarse.
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