Mapean la proteína del Covid-19 que es esencial para fabricar una vacuna

Mapean la proteína del Covid-19 que es esencial para fabricar una vacuna Tomó alrededor de 12 días más reconstruir el mapa 3D a escala atómica.
Agencia Latina de Noticias Medicina y Salud Pública

Investigadores de la Universidad de Texas en Austin y de los Institutos Nacionales de Salud han hecho un avance crítico hacia el desarrollo de una vacuna para el nuevo coronavirus del 2019 al crear el primer mapa a escala atómica en 3D de la parte del virus que se adhiere e infecta a las células humanas.

El mapeo de esta parte, llamada proteína de punta, es un paso esencial para que los investigadores de todo el mundo puedan desarrollar vacunas y medicamentos antivirales para combatir el virus. El artículo fue publicado el miércoles 19 de febrero en la revista Science.

El equipo científico también está trabajando en una vacuna viable relacionada con la investigación.

Jason McLellan, profesor asociado de UT Austin que dirigió la investigación, y sus colegas han pasado muchos años estudiando otros coronavirus, incluyendo el SARS-CoV y el MERS-CoV. Ya habían desarrollado métodos para fijar las proteínas de los coronavirus en una forma que los hiciera más fáciles de analizar y que pudiera convertirlos efectivamente en candidatos para las vacunas. Esta experiencia les dio una ventaja sobre otros equipos de investigación que estudiaban el nuevo virus.

“Tan pronto como supimos que se trataba de un coronavirus, sentimos que teníamos que saltar a él porque podíamos ser uno de los primeros en conseguir esta estructura. Sabíamos exactamente qué mutaciones poner en esto, porque ya hemos demostrado que estas mutaciones funcionan para un montón de otros coronavirus”.

dijo McLellan,

La mayor parte de la investigación fue realizada por los co-autores del estudio, el estudiante de doctorado Daniel Wrapp y el investigador asociado Nianshuang Wang, ambos en UT Austin.

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Mapa 3D

Apenas dos semanas después de recibir la secuencia del genoma del virus de los investigadores chinos, el equipo había diseñado y producido muestras de su proteína de punta estabilizada. Tomó alrededor de 12 días más reconstruir el mapa 3D a escala atómica, llamado estructura molecular, de la proteína espiga y presentar un manuscrito a la Ciencia, que aceleró su proceso de revisión por pares. Los muchos pasos involucrados en este proceso típicamente tomarían meses para lograrlo.

Este es un mapa a escala atómica en 3D, o estructura molecular, de la proteína de punta 2019-nCoV. La proteína toma dos formas diferentes, llamadas conformaciones, una antes de infectar una célula anfitriona, y otra durante la infección. Esta estructura representa la proteína antes de que infecte una célula, llamada la conformación de prefusión. Crédito: Jason McLellan/Univ. de Texas en Austin.

Crítica para el éxito fue la tecnología de punta conocida como microscopía electrónica criogénica (crio-ME) en el nuevo Laboratorio Sauer de Biología Estructural de UT Austin. La crio-mecánica permite a los investigadores hacer modelos 3D a escala atómica de estructuras celulares, moléculas y virus.

Terminamos siendo los primeros en parte debido a la infraestructura del Laboratorio Sauer

“, dijo McLellan. “Destaca la importancia de financiar las instalaciones de investigación básica“.

La molécula que el equipo produjo, y para la cual obtuvo una estructura, representa sólo la porción extracelular de la proteína de punta, pero es suficiente para provocar una respuesta inmunológica en las personas, y así servir como una vacuna.

Próximos pasos

A continuación, el equipo de McLellan planea usar su molécula para seguir otra línea de ataque contra el virus que causa COVID-19, usando la molécula como “sonda” para aislar los anticuerpos producidos naturalmente de los pacientes que han sido infectados con el nuevo coronavirus y se han recuperado con éxito.

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En cantidades suficientemente grandes, estos anticuerpos podrían ayudar a tratar una infección de coronavirus poco después de la exposición. Por ejemplo, los anticuerpos podrían proteger a los soldados o a los trabajadores de la salud enviados a una zona con altas tasas de infección en un plazo demasiado corto para que la inmunidad de una vacuna surta efecto.

Autores

Barney Graham, subdirector del Centro de Investigación de Vacunas (VRC) de los NIH en Bethesda, Maryland, ayudó a supervisar los experimentos y a co-escribir el manuscrito.

Los otros coautores del estudio son Kizzmekia Corbett y Olubukola Abiona en el VRC; y Jory Goldsmith y Ching-Lin Hsieh en UT Austin.

Nianshuang Wang, investigador asociado, derecha, y Daniel Wrapp, estudiante graduado, izquierda, revisan las imágenes criogénicas en el Laboratorio de Biología Estructural Sauer el lunes 17 de febrero de 2020 en la Universidad de Texas en Austin. Crédito: Vivian Abagiu/Univ. de Texas en Austin.

Wang, Corbett, Graham y McLellan son inventores de una solicitud de patente estadounidense para la estructura de las proteínas de punta de coronavirus en la conformación de la prefusión y su uso en terapéutica. Wrapp, Wang, Corbett, Abiona, Graham y McLellan son inventores de una solicitud de patente estadounidense para la vacuna candidata descrita en este comunicado.

Este trabajo fue apoyado en parte por los Institutos Nacionales de Salud y el Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas. El Laboratorio de Biología Estructural Sauer está apoyado por el Colegio de Ciencias Naturales de la Universidad de Texas en Austin y por el Instituto de Prevención e Investigación del Cáncer de Texas (CPRIT).

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