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La “glicoproteína S” de coronavirus: por qué fue clave para enfrentar la pandemia, explicado en un coloquio del Balseiro

Un nuevo virus, una pandemia. ¿Cómo enfrentar esta situación? ¿Con qué conocimientos? Alejandra Tortorici, una científica argentina que investiga los coronavirus desde 2013, contó en un coloquio del Balseiro cuál fue la importancia de los estudios realizados sobre la “glicoproteína S” de coronavirus para enfrentar la pandemia de COVID-19.

Fecha de publicación: 16/11/2021

Desde comienzos del 2020, la pandemia de COVID-19 ha ocupado un lugar de privilegio en la agenda mundial de las noticias, la ciencia y la política, entre otros ámbitos. La enfermedad infecciosa causada por el virus SARS-CoV-2 -que pertenece al género beta-coronavirus- se diseminó rápidamente por todo el mundo y ha causado estragos en la población mundial.

Desde entonces, las investigaciones en torno al SARS-CoV-2 han permitido que la ciencia y la tecnología avancen con celeridad en el desarrollo de vacunas y tratamientos contra la COVID-19. En la actualidad, existen más certezas que dudas y de a poco se han recuperado ciertas prácticas y hábitos de la época pre-pandemia, manteniendo los cuidados necesarios que los expertos han recomendado sin cesar durante los últimos casi dos años.

¿Cuál fue la clave para el desarrollo de vacunas en la lucha contra el SARS-CoV-2? En un coloquio organizado por el Instituto Balseiro (CNEA-UNCUYO), titulado “Estructura y función de la glicoproteína S de coronavirus”, la científica argentina Alejandra Tortorici, que es una de las protagonistas de los avances logrados para enfrentar la actual pandemia, arrojó luz sobre este tema.

La presentación, que se realizó el viernes 29 de octubre y que fue transmitida por Zoom y YouTube, se encuentra disponible en este link: https://www.youtube.com/watch?v=CUfQCLkFPZs.

La búsqueda de vacunas

A la hora de mitigar los efectos adversos de esta enfermedad, la vacunación ha sido un factor determinante. Actualmente, según el sitio Our World in Data (https://ourworldindata.org/covid-vaccinations), el 49.5% de la población mundial está inoculada con al menos una dosis de la vacuna contra COVID-19. En todo el planeta se han administrado, hasta ahora, más de 7 mil millones de vacunas, con un ritmo de 26.65 millones de dosis diarias.

Alejandra Tortorici, que se desempeña en el Instituto Pasteur (París, Francia) y la Universidad de Washington (Seattle, EE.UU.), y que fue la expositora en el citado coloquio virtual, dio comienzo a su charla con una breve introducción sobre los coronavirus y sus glicoproteínas.

Los coronavirus son virus envueltos que infectan a las células huéspedes a partir de un proceso de fusión de membranas que es llevado a cabo por la glicoproteína “Spike” o S, explicó la investigadora. Por sus características estructurales, las proteínas virales que median la fusión celular se clasifican en tres clases. La glicoproteína S de coronavirus, como así también las proteínas de entrada de virus como VIH, Ébola ó Influenza, entre otros, pertenece a la Clase I de proteínas virales de fusión, expuso Tortorici.

“En el caso de los coronavirus, la glicoproteína S se une al receptor y produce la fusión de la membrana celular y viral iniciando así una infección productiva. Como es la proteína mayoritaria de la partícula viral, la proteína S es el blanco principal de anticuerpos neutralizantes producidos durante una infección natural. Por esta razón, S es el foco de estudio para desarrollar vacunas y tratamientos terapéuticos”, explicó Tortorici. Después de remarcar la importancia de la glicoproteína S, la expositora describió en detalle su estructura tridimensional.

Si bien “coronavirus” es un término que está de moda desde el comienzo de 2020 hasta hoy, no se trata de un término o una familia de virus nueva. A principios del siglo XXI, los coronavirus solamente tenían importancia veterinaria, ya que en el caso de los seres humanos causaban sólo resfríos leves.

“Sin embargo, las epidemias con alta tasa de mortalidad causadas por SARS-CoV y MERS-CoV en los años 2002/03 y 2012/15, respectivamente, hicieron que un número más grande de científicos se interese en los coronavirus, entre los que me incluyo. Como todos sabemos, el virus SARS-CoV-2 emergió hacia finales del año 2019 provocando la actual pandemia y la enfermedad causada por coronavirus 19 ó COVID-19 (por sus siglas en inglés)”, contó la investigadora, quien también realizó aportes para esta nota de forma posterior al coloquio vía correo electrónico.

Tortorici, en la charla virtual, informó que la estructura de la glicoproteína S del virus SARS-CoV-2 se determinó en el laboratorio del Dr. Veesler en la Universidad de Washington en Seattle, mediante la técnica de microscopía electrónica criogénica (cryo-EM por sus siglas en inglés). A partir de esos estudios estructurales y en combinación con estudios funcionales se observó que los dominios de unión al receptor celular de los virus SARS-CoV y SARS-CoV-2 eran muy similares. En conjunto, los estudios tuvieron mucha relevancia en el rápido desarrollo de anticuerpos monoclonales y vacunas contra SARS-CoV-2.

Ensayos con distintos anticuerpos

¿Qué son y cómo nos protegen los anticuerpos? Los anticuerpos son proteínas que nuestro sistema inmune produce como consecuencia de una infección natural o como consecuencia de la aplicación de una vacuna. Las vacunas buscan así iniciar una respuesta inmune antes que el individuo sea infectado por el virus de manera de neutralizarlo inmediatamente si es que es infectado, evitando la enfermedad, detalló la científica.

“Los anticuerpos nos protegen de diversas maneras, por ejemplo, uniéndose al virus para bloquear la unión con el receptor celular o para gatillar una fusión prematura, es decir, antes de que el virus encuentre a la célula huésped y/o uniéndose a la proteína S expresada en la superficie de células infectadas para eliminarlas por fagocitosis o por citotoxicidad”, comentó la doctora.

Posteriormente, Tortorici expuso resultados sobre distintos trabajos de investigación y experimentos realizados, en forma conjunta, entre el laboratorio dirigido por el Dr. David Veesler en la Universidad de Washington (Seattle, EE.UU.) y el laboratorio dirigido por el Dr. Davide Corti en Vir Biotechnology (Bellinzona, Suiza). A partir de esta colaboración, se caracterizaron estructural y funcionalmente varios anticuerpos monoclonales como potenciales herramientas en la lucha contra el virus SARS-CoV-2. En particular, las estructuras de algunos de estos anticuerpos formando complejo con la glicoproteína S del virus SARS-CoV-2 fueron determinadas por cryo-EM y por cristalografía de rayos-X.

“Uno de esos anticuerpos, denominado S309, aislado a partir de células de memoria B de una persona infectada con SARS-CoV, no sólo es capaz de neutralizar SARS-CoV sino también SARS-CoV-2 y otros coronavirus relacionados no zoonóticos, es decir que todavía no han pasado desde sus huéspedes animales naturales a los humanos. El anticuerpo S309, conocido como Sotrovimab, ha recibido la autorización para su uso de emergencia de la US FDA ("Food and Drug Administration") para el tratamiento de casos suaves a moderados de COVID-19 en adultos de alto riesgo y pacientes pediátricos”, informó Tortorici.

La científica contó también que durante las experimentaciones se observó que algunos anticuerpos mostraban una mala neutralización contra el virus SARS-CoV-2 cuando eran analizados de manera aislada. Sin embargo, cuando estos anticuerpos eran analizados junto con el anticuerpo S309, se observaba un efecto neutralizante potenciado del anticuerpo S309. Esta observación sirvió como prueba de principio sobre la utilización de “cocktails” de anticuerpos monoclonales para mejorar la neutralización de SARS-CoV-2. El trabajo completo está publicado en la revista Nature.

En el laboratorio del Dr. Davide Corti, se pudieron aislar también otros anticuerpos monoclonales a partir de individuos infectados con SARS-CoV-2. Entre ellos se encuentran los anticuerpos S2E12 y S2M11, capaces de neutralizar en forma muy potente SARS-CoV-2; y el anticuerpo S2X259, capaz de neutralizar potentemente no sólo a los linajes virales derivados del virus SARS-CoV-2 y SARS-CoV sino también a una gama más amplia de otros coronavirus no zoonóticos también pertenecientes al subgénero sarbecovirus. La caracterización estructural y funcional de estos anticuerpos fue publicada en revistas científicas de alto impacto como Science y Nature, contó Tortorici.

Un nuevo coronavirus y los desafíos a futuro

En los últimos tramos de la exposición, Tortorici comentó, a modo de primicia, que se encuentra trabajando desde un punto de vista funcional y estructural con la glicoproteína S de un nuevo coronavirus humano detectado en Malasia y más recientemente en Haití.

Ese nuevo coronavirus denominado CCoV-HuPn-2018, pertenece al género alpha-coronavirus y no al género beta como el virus SARS-CoV-2. La científica mencionó que los resultados obtenidos hasta este momento sugieren que este nuevo virus no se encuentra bien adaptado para infectar seres humanos. Esta investigación está accesible en la revista biorxiv: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.25.465646v1.

Finalmente, la Dra. Tortorici respondió a varias preguntas que le fueron formuladas por algunos de los espectadores de la charla. Al ser consultada por la velocidad de respuesta que la ciencia podría tener frente al surgimiento de algún nuevo patógeno desconocido, la expositora afirmó que “la reacción sería rapidísima” gracias a avances tecnológicos, como por ejemplo el avance en la tecnología del ARN mensajero (mRNA, por sus siglas en inglés), y a lo aprendido por la comunidad científica en su conjunto durante esta pandemia.

Hacia el final de la charla, la científica argentina remarcó que se debe prestar atención a los coronavirus animales puesto que podrían tener un potencial zoonótico. Por último, Tortorici expresó su preocupación frente a grupos grandes de personas anti-vacunas sobre todo en Estados Unidos y Europa, que, al no estar vacunadas, aseguran la circulación y transmisión viral y por ende el surgimiento de nuevas variantes.

 

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Por: Renzo Cuello

Edición: Laura García Oviedo

Área de Comunicación Institucional y Prensa del 
Instituto Balseiro.

Crédito imagen: Prensa del Instituto Balseiro

San Carlos de Bariloche, 16/11/2021

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