El nuevo modelo de proteína SARS-CoV-2 muestra posibles objetivos para las vacunas contra el coronavirus – Journal Valley Bugler

Un nuevo modelo dinámico de la superficie de la proteína del pico del SARS-CoV-2 revela “vulnerabilidades desconocidas hasta ahora” en este coronavirus y puede proporcionar información sobre el desarrollo de vacunas. Algunas de estas vulnerabilidades ahora deben confirmarse en el laboratorio. Los resultados de este trabajo fueron publicados este jueves en la revista PLOS Computational Biology.

Una de las principales características del SARS-CoV-2 es la proteína de pico, que es responsable de la entrada del SARS-CoV-2 en las células humanas. Numerosos estudios han logrado desarrollar modelos de esta proteína. Sin embargo, un equipo compuesto por un científico del Instituto Max Planck de Biofísica (en Alemania) consideró que estos modelos no tenían en cuenta la flexibilidad de la proteína de pico o el movimiento de los glicanos (estructuras complejas de carbohidratos) que la recubren. Y existía la sensación de que podría proporcionar más información sobre el desarrollo de vacunas.

Para llenar este vacío, el equipo coordinado por Gerhard Hummer desarrolló simulaciones moleculares dinámicas para obtener la estructura completa de la proteína espiga y sus movimientos en un entorno real.

Estas simulaciones finalmente demostraron que los glicanos de la proteína de pico actúan como un escudo protector dinámico que ayuda al virus a escapar del sistema inmunológico humano. En un comunicado, el equipo comparó los glucanos con los parabrisas de un automóvil: al equilibrarse de arriba hacia abajo, cubren todas las proteínas, incluso si su cobertura es mínima en todo momento.

Al combinar simulaciones dinámicas de la proteína con análisis bioinformáticos, se han identificado áreas en su superficie que están menos protegidas por el escudo de glucanos. Algunos de estos sitios ya se han descubierto, otros son nuevos. Ahora, la vulnerabilidad de muchos de estos nuevos sitios debe ser confirmada por otros equipos a través de experimentos de laboratorio.

Al comentar este trabajo, Diana Lousa, científica del Instituto de Tecnología Química y Biológica (ITQB) de la Universidade Nova de Lisboa, el PÚBLICO señala en primer lugar que se sabe que el pico de proteína es esencial en el proceso de entrada del virus en nuestras células y el principal objetivo de nuestro sistema inmunológico. Por tanto, son objeto de muchas vacunas. “Es necesario conocer muy bien la estructura, y actualmente hay varias decenas de estudios experimentales que nos dan una imagen detallada de esta estructura”, informa la investigadora, que no participó en el estudio ahora publicado.

Sin embargo, señala que aún quedan por conocer algunas piezas de este rompecabezas: “Hay partes de la proteína que no son visibles experimentalmente, y no podemos usar estos métodos para comprender cómo se mueve para abrir la puerta a nuestras células y alrededor . escapar del sistema inmunológico ”, explica. “En este estudio, utilizaron métodos de simulación molecular, que son una especie de ‘microscopio digital'”.

De la foto a la película

El investigador describe que en este estudio, utilizando modelos computacionales muy realistas, fue posible reconstruir las partes faltantes de la proteína, observar sus movimientos y verla en acción. “Dejamos de tener una foto estática y comenzamos a hacer una película dinámica”.

¿Y cuál podría ser el aporte? “Esto nos ha permitido comprender mejor qué áreas están expuestas a anticuerpos y predecir las áreas en las que podemos desarrollar futuras vacunas”, explica Diana Lousa. Por lo tanto, este nuevo trabajo proporciona una mejor comprensión de uno de los principales objetivos del SARS-CoV-2 y proporciona pistas importantes que se pueden utilizar en el desarrollo de nuevas vacunas y medicamentos que puedan “centrarse más en regiones específicas de esta proteína. para ser eficaz frente a varias variantes ”, perspectiva.

Para PUBLIC, Mateusz Sikora (investigador del Instituto de Biofísica Max Planck y primer autor del artículo) explicó que “lo más interesante” es que ahora hay nuevos sitios identificados en diferentes partes de la proteína pico. Y por tanto en muchos anticuerpos Defensas de nuestro organismo) pueden conectarse con ellos al mismo tiempo. “Esto significa que si somos capaces de provocar una respuesta inmune contra algunos de ellos, el virus apenas puede mutar y escapar de las vacunas”, dice.

Aunque el modelo fue diseñado antes de que se conocieran las variantes afectadas, se concluyó que aún era válido para ellas. “Los sitios web que hemos descubierto no están mucho mejor protegidos en las variantes que en el virus original”, dice el investigador. Si ocurre una variante con una protección completamente diferente por glicanos, las simulaciones deben repetirse y las áreas ahora reconocidas deben reevaluarse.

“Estamos en una fase pandémica provocada por la aparición de nuevas variantes de SARS-CoV-2, las mutaciones se centran principalmente en la proteína de pico [como é o caso da inicialmente detectada no Reino Unido, África do Sul e Manaus]Comenta. “Nuestro enfoque puede ayudar a desarrollar anticuerpos y vacunas terapéuticas”. Mateusz Sikora dice que los resultados estaban disponibles en línea hace unos meses y esto ha despertado el interés de varios laboratorios. El equipo también espera que se utilice el mismo método para identificar vulnerabilidades en otras proteínas virales.

En el laboratorio de modelado de proteínas de ITQB donde trabaja Diana Lousa, se utilizan métodos de simulación molecular para comprender, por ejemplo, cómo la proteína de pico interactúa con el receptor en nuestras células o qué efectos tienen las nuevas variantes en esta interacción. Los modelos informáticos también se utilizan para proyectar proteínas que no existen en la naturaleza para evitar que el virus ingrese a las células.

Ya hay algunos resultados preliminares interesantes y prometedores, pero el investigador dice que en los próximos meses surgirán más noticias y “cosas más cerradas”. Por ahora, solo enfatiza: “Estos métodos computacionales juegan un papel cada vez más importante en la biología moderna y, como hemos visto en este estudio, complementan los métodos experimentales”.