La pandemia del coronavirus ya contabiliza mas de 27,6 millones de contagiados y más de 898 mil fallecidos. El nuevo virus SARS-CoV-2 no lleva aún un año entre nosotros, pero ha sabido esparcirse rápidamente y arraigarse con fuerza.

Es por este motivo que el mundo de la ciencia corre a toda máquina para encontrar un modo de detener al virus causante del COVID-19. En estos intentos, se ha planteado la posibilidad de utilizar diversos tipos de anticuerpos para inmunizar al organismo contra el coronavirus. Sin embargo, hasta ahora, ninguno ha sido aprobado de forma definitiva.

Ahora, el nuevo estudio presentado este miércoles en la revista científica Science abre un nuevo campo de posibilidades en la carrera por llegar a esta meta. Los investigadores han descubierto que las proteínas antivirales artificiales diseñadas por computadora también podrían ser una alternativa viable para hacerle frente al SARS-CoV-2.

El éxito de las proteínas antivirales sintéticas diseñadas por computadora

El SARS-CoV-2, para infectar nuestro organismo, hace uso de unas proteínas especializadas en su estructura externa conocidas como proteínas espiga o Spike (S). Estas son las encargadas de buscar el gen receptor ACE2 en nuestro organismo y adherirse a él. De esta forma, actúan como un puente que permite que el virus invada e infecte nuestras células.

Las nuevas proteínas diseñadas por laboratorio podrían ser lo que se necesita para evitar que esto suceda. Las investigaciones realizadas por el Instituto de Diseño de Proteínas (IDP) de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington han llevado a los científicos a notar que estas son capaces de atacar directamente a las proteínas S, haciendo que el SARS-CoV-2 no cuente con un medio para proliferar en nuestro organismo.

Según sus resultados, el utilizarlas podría dar como mínimo el mismo nivel de efectividad que el tratar a las personas con anticuerpos monoclonales. Sin embargo, la diferencia radica en que estas proteínas son mucho más fáciles de producir u de manejar. Longxing Cao, uno de los autores principales del estudio y académico postdoctoral del IDP, incluso ha comentado:

“Aunque todavía se necesitan pruebas clínicas extensas, creemos que los mejores de estos antivirales generados por computadora son bastante prometedores.

[Las proteínas artificiales antivirales creadas por computadora] Parecen bloquear la infección por SARS-CoV-2 al menos tan bien como los anticuerpos monoclonales, pero son mucho más fáciles de producir y mucho más estables, eliminando potencialmente la necesidad de refrigeración”.

El proceso

Para poder llegar a estas conclusiones, los investigadores pasaron por un largo proceso de ensayo y error. Desde enero de este año se diseñaron miles de estructuras de proteínas antivirales destinadas a atacar a la proteína Spike del SARS-CoV-2.

De entre estas, se seleccionaron 118 mil que se pusieron a prueba en el laboratorio. Para esto, criaron células humanas sanas, las unieron con uno de los tipos de proteínas antivirales y luego las expusieron al SARS-CoV-2.

Para poder crear dichas proteínas trabajaron con dos modelos. Por un lado, se diseñaron estructuras basadas en el receptor ACE2 y se las colocó en pequeños andamios proteicos. Por otro, se crearon estructuras desde cero. De entre estos dos grupos, el segundo fue el que se presentó más efectivo a la hora de inhibir el crecimiento y la proliferación del SARS-CoV-2 en las células. Todo esto se midió a través de la microscopía crioelectrónica.

Proteína antiviral LCB1, la principal candidata

De entre las proteínas antivirales artificiales creadas por computadora y construidas desde cero, la LCB1 se ha destacado de entre todas las demás. Hasta estos momentos, ha llegado incluso a rivalizar en efectividad con los anticuerpos neutralizantes (que son hasta ahora las mejores defensas contra el SARS-CoV-2).

Debido a esto, se han llevado los estudios de esta proteína al siguiente nivel y su efectividad ya se pone a prueba en un modelo experimental animal con ratones.

¿Qué sigue?

“Nuestro éxito en el diseño de proteínas antivirales de alta afinidad desde cero es una prueba más de que el diseño de proteínas computacionales se puede utilizar para crear fármacos candidatos prometedores”.

Esto lo ha dicho David Baker, investigador del Instituto Médico Howard Hughes, profesor de bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, director del IDP y autor principal del estudio.

Con estos pasos que se han dado para encontrar una forma de contrarrestar el SARS-CoV-2 se abre todo un nuevo camino para el desarrollo farmacéutico. No solo se podrían crear nuevas terapias para el COVID-19 con estos hallazgos, sino que, en el largo plazo, también podrían ser una nueva fuente de compuestos farmaceúticos capaces de contrarrestar toda otra gama de enfermedades.

Referencia:

De novo design of picomolar SARS-CoV-2 miniprotein inhibitors: DOI: 10.1126/science.abd9909