Se ha demostrado que las pequeñas proteínas diseñadas por computadora protegen las células humanas cultivadas en laboratorio del SARS-CoV-2, el coronavirus que causa el COVID-19.
Los hallazgos se informan hoy, 9 de septiembre, en ciencia
En los experimentos, el candidato antiviral principal, llamado LCB1, rivalizó con los anticuerpos neutralizantes del SARS-CoV-2 más conocidos en sus acciones protectoras. LCB1 se está evaluando actualmente en roedores.
Los coronavirus están tachonados con las llamadas proteínas Spike. Estas se adhieren a las células humanas para permitir que el virus ingrese e infecte. El desarrollo de medicamentos que interfieren con este mecanismo de entrada podría conducir al tratamiento o incluso a la prevención de la infección.
Los investigadores del Instituto de Diseño de Proteínas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington utilizaron computadoras para originar nuevas proteínas que se unen estrechamente a la proteína espiga del SARS-CoV-2 y la obstruyen para que no infecte las células.
A partir de enero, se diseñaron en la computadora más de dos millones de proteínas de unión a Spike candidatas. Luego se produjeron y probaron más de 118,000 en el laboratorio.
"Aunque todavía se necesitan pruebas clínicas extensas, creemos que los mejores de estos antivirales generados por computadora son bastante prometedores", dijo el autor principal Longxing Cao, un académico postdoctoral en el Instituto de Diseño de Proteínas.
"Parece que bloquean 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", agregó.
Los investigadores crearon proteínas antivirales a través de dos enfoques. Primero, un segmento del receptor ACE2, al que el SARS-CoV-2 se une naturalmente en la superficie de las células humanas, se incorporó en una serie de pequeños andamios de proteínas.
En segundo lugar, las proteínas completamente sintéticas se diseñaron desde cero. El último método produjo los antivirales más potentes, incluido LCB1, que es aproximadamente seis veces más potente por masa que los anticuerpos monoclonales más eficaces reportados hasta ahora.
Colaboraron en este trabajo científicos de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en Seattle y de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis.
"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 candidatos a fármacos prometedores", dijo el autor principal e investigador del Instituto Médico Howard Hughes, David Baker, profesor de bioquímica en la UW Schoolof Medicine y director del Institute for Protein Design. En 2019, Baker dio una charla TED sobre cómo el diseño de proteínas podría usarse para detener los virus.
Para confirmar que las nuevas proteínas antivirales unidas a la proteína Spike del coronavirus como estaba previsto, el equipo recopiló instantáneas de las dos moléculas que interactúan mediante el uso de microscopía crioelectrónica. Estos experimentos fueron realizados por investigadores en los laboratorios de David Veesler, profesor asistente debioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, y Michael S. Diamond, profesor Herbert S. Gasser en la División de Enfermedades Infecciosas de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis.
"Los minibinders hiperestables proporcionan puntos de partida prometedores para nuevas terapias contra el SARS-CoV-2", escribió el equipo de investigación antiviral en la preimpresión de su estudio "e ilustran el poder del diseño de proteínas computacionales para generar rápidamente candidatos terapéuticos potenciales contra amenazas pandémicas. "
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Washington Health Sciences / UW Medicine . Original escrito por Ian Haydon, Instituto de Diseño de Proteínas. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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