Un anticuerpo recuperado de un sobreviviente de la epidemia de SARS a principios de la década de 2000 reveló una vulnerabilidad potencial del nuevo coronavirus en la raíz de COVID-19, según un estudio de científicos de Scripps Research.
El estudio, publicado hoy en ciencia , es el primero en mapear la interacción de un anticuerpo humano con el nuevo coronavirus a una resolución de escala casi atómica. Aunque el anticuerpo se produjo en respuesta a una infección de SARS síndrome respiratorio agudo severo, que es causada por el SARS-CoV, reacciona de forma cruzada con el nuevo coronavirus, SARS-CoV-2.
El mapeo estructural reveló un sitio casi idéntico en ambos coronavirus al que se une el anticuerpo, lo que sugiere un sitio funcionalmente importante y vulnerable para esta familia de coronavirus.
"El conocimiento de sitios conservados como este puede ayudar en el diseño basado en la estructura de vacunas y terapias contra el SARS-CoV-2, y estos también protegerían contra otros coronavirus, incluidos los que puedan surgir en el futuro", dice elIan Wilson, autor principal del estudio, DPhil, profesor de biología estructural de Hansen y presidente del departamento de biología estructural y computacional integradora de Scripps Research.
El SARS-CoV, que causa el SARS, se originó en los murciélagos de herradura, pero saltó a los humanos en el sur de China en 2002, infectando eventualmente a más de 8,000 personas y matando a casi 800 antes de que fuera bloqueado, cuarentenas y otras medidas.
SARS-CoV-2, un coronavirus estrechamente relacionado que causa COVID-19, surgió por primera vez en la ciudad china de Wuhan a fines de 2019. Mucho más infeccioso que su primo viral, ha provocado una pandemia, causando muchos más casos deenfermedades y muertes que el SARS. El desarrollo de una vacuna o incluso un tratamiento efectivo podría mejorar significativamente la crisis.
El laboratorio de Wilson es conocido por sus estudios estructurales pioneros de anticuerpos unidos a virus que incluyen el VIH y la influenza. Estos estudios se han utilizado para informar diseños de vacunas y fármacos de anticuerpos, así como otras terapias. Junto con cientos de otros laboratorios alrededor delmundo, el equipo de Wilson ahora se centra en el SARS-CoV-2.
"Nuestro objetivo final aquí es obtener información estructural sobre los anticuerpos y sus sitios de unión, y usarla para guiar el diseño de la vacuna contra el SARS-CoV-2, tal como lo ha hecho nuestro laboratorio con la gripe y el VIH", dice el coprimer autor del estudioautor Nicholas Wu, PhD, investigador asociado postdoctoral en el laboratorio Wilson.
El nuevo estudio se centra en un anticuerpo anti-SARS-CoV llamado CR3022 que fue aislado originalmente en 2006 por la compañía farmacéutica Crucell Holland BV en los Países Bajos. Un informe de científicos chinos a principios de este año indicó que CR3022 reacciona de forma cruzada contra el SARS-CoV-2. El equipo de Wilson utilizó su experiencia en mapeo estructural para determinar cómo se une el anticuerpo al SARS-CoV-2.
Un hallazgo clave es que el sitio de unión del anticuerpo es muy similar entre los dos coronavirus, diferenciándose solo por cuatro bloques de construcción de proteínas llamados aminoácidos. Ese alto grado de similitud implica que el sitio tiene una función importante que se perdería siMutaba significativamente.
Sin embargo, la función del sitio sigue siendo misteriosa. El análisis de Scripps Research encontró que el sitio de unión de anticuerpos está relativamente alejado de la parte del virus que se adhiere a los receptores de proteínas de la superficie celular en preparación para penetrar las células en nuestros pulmones. Eso sugiere que, al menos para SARS-CoV, CR3002 neutraliza la capacidad del virus para infectar células de alguna manera indirecta.
Agregando al misterio es el hallazgo de que el sitio de unión de anticuerpos en estos virus normalmente no es accesible para los anticuerpos.
"Descubrimos que esta región generalmente está oculta dentro del virus, y solo se expone cuando esa parte del virus cambia su estructura, como lo haría en una infección natural", dice el coautor primero Meng Yuan, PhD, también investigador asociadoen el laboratorio de Wilson.
A pesar de la leve diferencia entre los dos coronavirus, el anticuerpo se une mucho menos al SARS-CoV-2 que al virus del SARS, y no puede neutralizar el SARS-CoV-2 en pruebas de laboratorio como lo hace el SARS-CoV.
Aún así, los hallazgos sugieren que el sitio de unión para este anticuerpo en el SARS-CoV-2 es un sitio de vulnerabilidad, y que los anticuerpos que lo unen más estrechamente podrían neutralizar el virus. Tales anticuerpos neutralizantes, si se convierten en terapias,podría usarse para tratar a pacientes con COVID-19 y proporcionar protección temporal contra el virus a personas no infectadas, por ejemplo, trabajadores de la salud.
El hecho de que este sitio de unión esté altamente conservado entre SARS-CoV y SARS-CoV-2 también sugiere que puede haber anticuerpos, aún por descubrir, que pueden neutralizar efectivamente ambos virus, y tal vez de la misma manera, puedenneutralizar futuros coronavirus emergentes antes de que puedan causar pandemias.
Los laboratorios de Scripps Research y de todo el mundo actualmente buscan anticuerpos, a través de donaciones de sangre, de personas que se han recuperado de COVID-19 para realizar más estudios en este sentido.
El apoyo fue proporcionado en parte por los Institutos Nacionales de Salud K99 AI139445 y la Fundación Bill y Melinda Gates OPP1170236.
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Materiales proporcionado por Instituto de Investigación Scripps . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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