Investigadores argentinos y alemanes descubren un mecanismo de envejecimiento molecular del coronavirus

Identificaron que el fragmento de la proteína Spike que establece contacto directo con el receptor ACE2 está particularmente enriquecido en sitios que contienen el aminoácido asparagina y que se alteran por una modificación química espontánea llamada “deamidación”.

Por la Redacción de Noticias La Insuperable

Leonardo Gabriel Alonso, Bioquímico de la UBA

Investigadores de la Argentina y Alemania descubrieron que la proteína Spike del coronavirus posee sitios que se modifican espontáneamente con el paso del tiempo (envejecimiento molecular), lo que podría ser clave en la comprensión de la capacidad de evasión de la respuesta inmune del virus frente a vacunas y tratamientos. “Nos referimos a envejecimiento molecular cuando hablamos de la reacción molecular por la cual una proteína cambia su identidad de secuencia en función del tiempo mediante un proceso que depende de ella misma y es espontáneo, en ese sentido es que se piensa el envejecimiento“, indicó el investigador de Conicet Leonardo Gabriel Alonso, bioquímico de la UBA, en declaraciones recogidas por la agencia Télam.

Leonardo Alonso

Alonso -líder del avance e investigador del Instituto de Nanobiotecnología (Nanobiotec), que depende del Conicet y de la UBA- detalló que lo que descubrieron “es que en la proteína Spike (la que recubre el virus y le da esa forma de corona) se producen cambios espontáneos, particularmente cerca de la zona donde interactúa con el receptor celular ACE2 (por donde ingresa a las células del organismo), y que estas modificaciones ocurren en el lapso de días“.

Concretamente, los investigadores identificaron que el fragmento de la proteína Spike que establece contacto directo con el receptor ACE2 está particularmente enriquecido en sitios que contienen el aminoácido asparagina y que se alteran por una modificación química espontánea llamada “deamidación”. “Esta reacción (la deamidación) ocurre en el lapso de horas a días y cambia la capacidad de unión de Spike al receptor“, indicó. Además, detectaron que “la temperatura ambiente afecta mucho la velocidad de estas reacciones de envejecimiento acelerándolas cuanto mayor son los grados“.

La reacción de deamidación afecta negativamente los atributos de calidad de cualquier vacuna o tratamiento; esto quiere decir que podría producirse un escape antigénico (evadir la respuesta inmune generada en el organismo por la vacuna o el efecto de un tratamiento)“, describió. En ese contexto, aunque no lo probaron en el laboratorio, los investigadores tienen la hipótesis de que este envejecimiento molecular “no estaría asociado a una pérdida de funcionalidad (infectividad) sino más bien que se trataría de eventos que producirían escapes antigénicos“, añadió.

Pico de desamidación de puntos calientes de proteínas en el contexto del virión SARS-CoV2 a 37 ° C. A, curso de tiempo simulado del número de trímeros con cero a seis eventos de desamidación en los sitios Asn 481 y Asn 501, utilizando los tiempos medios de desamidación. Informamos el promedio y la desviación estándar de 1000 simulaciones utilizando el algoritmo de Gillespie. B, visualización de la desamidación de la proteína S en el virión SARS-CoV2 48 h después de la síntesis. Se muestra una sección transversal del virus, con la membrana y las proteínas virales M y E unidas a la membrana en verde y el genoma viral y las proteínas N de la nucleocápside asociadas en azul. Se muestran un total de 17 de los 33 trímeros de espigas, coloreados de acuerdo con los resultados de la simulación. Monómeros de espiga amarillos, no amidados. Monómeros rojos en punta desamidados en Asn 481. Monómeros anaranjados en punta desamidados en Asn 501.

También podría estar asociada al desarrollo de la interacción con un segundo receptor de células del organismo por la ganancia de función que se genera a partir de la modificación, pero nada de esto fue probado en el laboratorio, son líneas de investigación que se pueden desplegar“, sostuvo Alonso. Los resultados del trabajo fueron publicados en la revista “Journal of Biological Chemistry“.

En el último año y medio, todos hemos sido testigos de cómo el nuevo coronavirus SARS-CoV-2 dio lugar a nuevas variantes con mayor capacidad de infección, las cuales se diseminaron rápidamente por todo el mundo agravando la pandemia“, señaló Sebastián Klinke, también autor del estudio e investigador del Conicet en el Instituto Leloir.

Klinke dijo el nuevo mecanismo evolutivo de “envejecimiento molecular” descrito en SARS-CoV-2, diferente a las mutaciones originadas en la duplicación genética, “podría tener implicancias claves en la comprensión de la infección viral y el desarrollo de vacunas”.

Otra coautora del estudio, la biofísica argentina María García Alai, del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL, según sus siglas en inglés), en Hamburgo, Alemania, señaló que el trabajo es “un ejemplo de cómo el envejecimiento en una proteína madura puede traer aparejados cambios funcionales con consecuencias en la evolución del virus, su infectividad y posibles escapes del sistema inmunológico“.

Del avance también participaron Ramiro Lorenzo, primer autor del trabajo e investigador del Centro de Investigación Veterinaria de Tandil (Civetan); Lucas Defelipe, Stephan Niebling, Tânia Custódio, Jennifer Schwarz, Kim Remans y Christian Löw, del EMBL; Ignacio Sánchez, Lucio Aliperti y Patricio Craig, del Conicet y del Instituto de Química Biológica de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (Iquibicen), que depende de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la UBA; y Lisandro Otero, del Conicet y del Instituto Leloir.

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