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Una imagen más clara del proceso de infección por coronavirus para mejorar futuros tratamientos

¿Qué sucede realmente cuando el coronavirus del síndrome respiratorio agudo grave de tipo 2 (SARS-CoV-2) infecta las células humanas? Científicos alemanes y suizos han investigado las funciones e interacciones de las proteínas víricas, lo que ha proporcionado un perfil completo de la infección por coronavirus a nivel molecular.

Salud

Los 3,5 millones de muertes causadas en todo el mundo por la pandemia de COVID-19 ponen de manifiesto la necesidad de disponer de mejores tratamientos. Sin embargo, ¿cómo pueden desarrollarse fármacos más eficaces sin un conocimiento profundo de lo que sucede exactamente cuando el SARS-CoV-2 infecta una célula hospedadora? Para responder a esta necesidad, científicos de Alemania y Suiza se propusieron crear una imagen más completa del proceso de infección del virus. Los investigadores estudiaron las funciones moleculares y las interacciones de las proteínas víricas utilizando la proteómica más avanzada, es decir, el estudio a gran escala de todas las proteínas expresadas por una célula, un tejido o un organismo. Con el apoyo del proyecto financiado con fondos europeos ProDAP, consiguieron documentar la interacción de los coronavirus SARS-CoV y SARS-CoV-2, estrechamente relacionados, con una célula en cinco niveles proteómicos diferentes. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista «Nature». Dirigido por el catedrático Andreas Pichlmair, de la Universidad Técnica de Múnich, anfitriona del proyecto ProDAP, y por el catedrático Matthias Mann, del Instituto Max Planck de Bioquímica de Alemania, el equipo de investigación perfiló los interactomas del SARS-CoV y del SARS-CoV-2. Después, registraron cómo afectan estas interacciones moleculares al transcriptoma, al proteoma, al fosfoproteoma y al ubiquitinoma de las células pulmonares humanas.

Estudiar las interacciones entre las proteínas víricas y las del hospedador

Cuando un virus infecta una célula hospedadora, las proteínas de la superficie del virus se unen a proteínas receptoras específicas de la superficie de la célula humana. Con la ayuda de técnicas avanzadas de espectrometría de masas y de análisis bioinformáticos, los científicos elaboraron un extenso conjunto de datos que proporciona información sobre las proteínas celulares a las que se unen las proteínas víricas, así como el modo en que estas interacciones afectan a la célula hospedadora. Según una nota de prensa de «EurekAlert!», descubrieron un total de 1 484 interacciones entre proteínas víricas y proteínas celulares humanas. «Sin embargo, si solo hubiéramos estudiado las proteínas, habríamos pasado por alto información importante—señaló Pichlmair en la misma nota de prensa—. Una base de datos que solo incluyera el proteoma sería como un mapa que solo mostrara los nombres de los lugares, pero sin carreteras ni ríos. Si se conocieran las conexiones entre los puntos de ese mapa, se podría obtener una información mucho más útil». La investigación permitió conocer mejor la manera en que el SARS-CoV2 afecta a diferentes funciones. Por ejemplo, se descubrió que la autofagia —es decir, la forma que tiene el cuerpo de deshacerse de las partes dañadas de una célula— está específicamente desregulada por la proteína ORF3 del SARS-CoV-2. La ORF8, otra proteína del SARS-CoV-2, desreguló específicamente la ruta del factor de crecimiento transformante β (TGF-β), una proteína que desempeña un papel fundamental en la regulación de muchos procesos celulares. «Hasta ahora, no se ha realizado ningún mapeo comparable para el SARS-CoV-2», declaró Mann.

Próximos pasos

En la actualidad, los científicos investigan nuevos posibles fármacos para la COVID-19 que han descubierto a través de sus análisis. Tal como señaló Pichlmair: «También estamos desarrollando un sistema de puntuación para la identificación automática de los puntos conflictivos. Estoy convencido de que los conjuntos de datos detallados y los métodos de análisis avanzados nos permitirán desarrollar fármacos eficaces de forma más específica en el futuro y limitar los efectos secundarios con antelación». El proyecto ProDAP (Protein Dynamics in Antiviral Processes), de 5 años de duración, finaliza en marzo de 2024. Para más información, consulte: Proyecto ProDAP

Palabras clave

ProDAP, COVID-19, coronavirus, SARS-CoV, proteína, célula

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