Cómo infecta el coronavirus las células y por qué Delta es tan peligroso
Por:
Megan Scudellari
Sábado 31 de
Julio 2021
Los científicos están desentrañando el ciclo de vida del SARS-CoV-2 y cómo el virus usa trucos para evadir la detección.
El coronavirus luce una lujosa capa de azúcar. "Es sorprendente", pensó Rommie Amaro, mirando su simulación por computadora de una de las proteínas de pico de marca registrada del SARS-CoV-2, que sobresale de la superficie del virus. Estaba envuelto en moléculas de azúcar, conocidas como glicanos.
"Cuando lo ves con todos los glucanos, es casi irreconocible", dice Amaro, químico biofísico computacional de la Universidad de California en San Diego.
Muchos virus tienen glucanos que cubren sus proteínas externas, camuflándolos del sistema inmunológico humano como un lobo con piel de oveja. Pero el año pasado, el grupo de laboratorio de Amaro y sus colaboradores crearon la visualización más detallada hasta ahora de esta capa, basada en datos estructurales y genéticos y renderizada átomo por átomo por una supercomputadora. El 22 de marzo de 2020, publicó la simulación en Twitter . En una hora, un investigador preguntó en un comentario: ¿qué era el lazo desnudo y sin recubrimiento que sobresalía de la parte superior de la proteína?
Amaro no tenía idea. Pero diez minutos más tarde, el biólogo estructural Jason McLellan de la Universidad de Texas en Austin intervino: el bucle sin recubrimiento era un dominio de unión al receptor (RBD), una de las tres secciones del pico que se unen a los receptores en las células humanas (ver 'A oculto pico').
En la simulación de Amaro, cuando el RBD se elevó por encima de la nube de glucanos , dos glucanos se abalanzaron para bloquearlo en su lugar , como el soporte de una bicicleta. Cuando Amaro mutó los glucanos en el modelo de computadora, el RBD colapsó. El equipo de McLellan construyó una manera de probar el mismo experimento en el laboratorio, y para junio de 2020, los colaboradores habían informado que la mutación de los dos glucanos reducía la capacidad de la proteína de punta para unirse a un receptor de células humanas 1 , un papel que nadie tiene. previamente reconocido en coronavirus, dice McLellan. Es posible que eliminar esos dos azúcares podría reducir la infectividad del virus, dice Amaro, aunque los investigadores aún no tienen una forma de hacerlo.
Desde el comienzo de la pandemia de COVID-19, los científicos han estado desarrollando una comprensión detallada de cómo el SARS-CoV-2 infecta las células. Al separar el proceso de infección, esperan encontrar mejores formas de interrumpirlo mediante tratamientos y vacunas mejorados, y aprender por qué las últimas cepas, como la variante Delta, son más transmisibles .
Lo que ha surgido de 19 meses de trabajo, respaldado por décadas de investigación sobre el coronavirus, es un relato paso a paso de cómo el SARS-CoV-2 invade las células humanas (consulte 'Ciclo de vida del coronavirus pandémico'). Los científicos han descubierto adaptaciones clave que ayudan al virus a adherirse a las células humanas con una fuerza sorprendente y luego esconderse una vez dentro. Más tarde, cuando abandona las células, el SARS-CoV-2 ejecuta un paso de procesamiento crucial para preparar sus partículas para infectar aún más células humanas. Estas son algunas de las herramientas que han permitido que el virus se propague tan rápidamente y se cobra millones de vidas. "Por eso es tan difícil de controlar", dice Wendy Barclay, viróloga del Imperial College de Londres.
Eso permite que los picos se muevan, se balanceen y giren, lo que podría facilitarles la exploración de la superficie celular y que varios picos se unan a una célula humana. No hay datos experimentales similares para otros coronavirus, pero debido a que las secuencias de proteínas de punta están altamente conservadas evolutivamente, es justo asumir que el rasgo es compartido, dice Beck.
"Cuando lo ves con todos los glucanos, es casi irreconocible", dice Amaro, químico biofísico computacional de la Universidad de California en San Diego.
Muchos virus tienen glucanos que cubren sus proteínas externas, camuflándolos del sistema inmunológico humano como un lobo con piel de oveja. Pero el año pasado, el grupo de laboratorio de Amaro y sus colaboradores crearon la visualización más detallada hasta ahora de esta capa, basada en datos estructurales y genéticos y renderizada átomo por átomo por una supercomputadora. El 22 de marzo de 2020, publicó la simulación en Twitter . En una hora, un investigador preguntó en un comentario: ¿qué era el lazo desnudo y sin recubrimiento que sobresalía de la parte superior de la proteína?
Amaro no tenía idea. Pero diez minutos más tarde, el biólogo estructural Jason McLellan de la Universidad de Texas en Austin intervino: el bucle sin recubrimiento era un dominio de unión al receptor (RBD), una de las tres secciones del pico que se unen a los receptores en las células humanas (ver 'A oculto pico').
En la simulación de Amaro, cuando el RBD se elevó por encima de la nube de glucanos , dos glucanos se abalanzaron para bloquearlo en su lugar , como el soporte de una bicicleta. Cuando Amaro mutó los glucanos en el modelo de computadora, el RBD colapsó. El equipo de McLellan construyó una manera de probar el mismo experimento en el laboratorio, y para junio de 2020, los colaboradores habían informado que la mutación de los dos glucanos reducía la capacidad de la proteína de punta para unirse a un receptor de células humanas 1 , un papel que nadie tiene. previamente reconocido en coronavirus, dice McLellan. Es posible que eliminar esos dos azúcares podría reducir la infectividad del virus, dice Amaro, aunque los investigadores aún no tienen una forma de hacerlo.
Desde el comienzo de la pandemia de COVID-19, los científicos han estado desarrollando una comprensión detallada de cómo el SARS-CoV-2 infecta las células. Al separar el proceso de infección, esperan encontrar mejores formas de interrumpirlo mediante tratamientos y vacunas mejorados, y aprender por qué las últimas cepas, como la variante Delta, son más transmisibles .
Lo que ha surgido de 19 meses de trabajo, respaldado por décadas de investigación sobre el coronavirus, es un relato paso a paso de cómo el SARS-CoV-2 invade las células humanas (consulte 'Ciclo de vida del coronavirus pandémico'). Los científicos han descubierto adaptaciones clave que ayudan al virus a adherirse a las células humanas con una fuerza sorprendente y luego esconderse una vez dentro. Más tarde, cuando abandona las células, el SARS-CoV-2 ejecuta un paso de procesamiento crucial para preparar sus partículas para infectar aún más células humanas. Estas son algunas de las herramientas que han permitido que el virus se propague tan rápidamente y se cobra millones de vidas. "Por eso es tan difícil de controlar", dice Wendy Barclay, viróloga del Imperial College de Londres.
Con púas y listo
Comienza con los picos. Cada virión (partícula de virus) del SARS-CoV-2 tiene una superficie exterior salpicada de 24 a 40 proteínas de punta dispuestas al azar que son la clave para fusionarse con las células humanas 2 . Para otros tipos de virus, como la influenza, las proteínas de fusión externas son relativamente rígidas. Los picos del SARS-CoV-2, sin embargo, son tremendamente flexibles y se articulan en tres puntos, según un trabajo publicado en agosto de 2020 por el bioquímico Martin Beck del Instituto de Biofísica Max Planck en Frankfurt, Alemania, y sus colegas 3 .Eso permite que los picos se muevan, se balanceen y giren, lo que podría facilitarles la exploración de la superficie celular y que varios picos se unan a una célula humana. No hay datos experimentales similares para otros coronavirus, pero debido a que las secuencias de proteínas de punta están altamente conservadas evolutivamente, es justo asumir que el rasgo es compartido, dice Beck.
Con información de
Nature
