De la computadora a la mesa de trabajo: los investigadores encuentran pistas sobre nuevos mecanismos para las infecciones por coronavirus

Un grupo de virus de murciélagos relacionados con el SARS-CoV-2 también puede infectar células humanas, pero utiliza una vía de entrada diferente y desconocida.

Si bien los investigadores aún están afinando cómo estos virus infectan las células, los hallazgos podrían ayudar en el desarrollo de nuevas vacunas que eviten que los coronavirus causen otra pandemia.

Publicando en la revista, eBioMedicina, un equipo de investigadores de la Universidad Estatal de Washington utilizó un enfoque computacional basado en la ciencia de redes para distinguir entre un grupo de coronavirus que pueden infectar células humanas de aquellos que no pueden. Luego, los investigadores confirmaron sus resultados computacionales en el laboratorio, mostrando que un grupo específico de virus puede infectar tanto células humanas como de murciélago.

«Lo que encontramos con estos virus es que pueden ingresar a las células a través de otro mecanismo o receptor, y eso tiene muchas implicaciones sobre cómo y si podrían infectarnos», dijo Michael Letko, coautor principal y profesor asistente en la Escuela Paul Allen de Salud Global.

La transmisión entre especies de coronavirus representa una grave amenaza para la salud mundial. Si bien se han descubierto numerosos coronavirus en la vida silvestre, los investigadores no han podido predecir cuál representa la mayor amenaza para los humanos y tienen que luchar para desarrollar vacunas después de que los virus se propagan.

«A medida que invadimos más y más lugares donde hay interacciones entre humanos y animales, es muy probable que haya muchos virus que deban examinarse», dijo Shira Broschat, profesora de la Escuela de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación, también coautor principal del artículo.

El SARS-CoV-2, el virus detrás de la pandemia en curso, es uno de varios virus relacionados que utiliza su proteína de pico para infectar células uniéndose a una proteína receptora llamada enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). Los receptores ACE2 se encuentran en muchos tipos de células y tejidos humanos, incluidos los pulmones, el corazón, los vasos sanguíneos, los riñones, el hígado y el tracto gastrointestinal. En estudios anteriores, Letko demostró que otro grupo de sarbecovirus, la familia a la que pertenece el SARS CoV-2, también puede infectar células humanas. Cómo lo hacen sigue siendo un misterio. Los sarbecovirus se encuentran en murciélagos y otros mamíferos en todo el mundo.

Los investigadores comenzaron con una base de datos que tenía más de 1,6 millones de entradas de sarbecovirus. Para comprender mejor qué distingue a los virus animales que pueden infectar células humanas de aquellos que no pueden, los investigadores construyeron mapas de redes que muestran la relación de las secuencias de picos virales. Cuando el equipo centró su atención en una pequeña parte de la proteína espiga utilizada por algunos coronavirus para unirse a los receptores, descubrieron que su mapa de red había organizado los virus en grupos que separaban los que pueden infectar células humanas y los que no.

«Mucha gente está secuenciando genomas porque es bastante económico y fácil de hacer, pero hay que dar sentido a todas estas secuencias», dijo Broschat. «Necesitamos averiguar las relaciones entre las secuencias».

Con esta región muy pequeña de la proteína espiga a la vista, los investigadores recurrieron al laboratorio. El equipo de Letko se especializa en el estudio de cómo los virus infectan las células y pudo demostrar que esta región de la proteína espiga en realidad puede permitir que partículas similares a virus no infecciosas invadan cultivos de células humanas. Los extensos resultados de laboratorio del equipo confirmaron la precisión del mapa de la red.

Los investigadores aún no están seguros de qué receptores están involucrados y si esta ruta de infección es lo suficientemente eficiente como para que se produzca un contagio entre especies, pero han identificado una región en los picos del virus que parece ser fundamental para determinar cómo el grupo de virus puede infectar a varios virus diferentes. tipos de células en varias especies diferentes, información que será crítica para el desarrollo de vacunas.

Los investigadores esperan que a medida que se descubran nuevos virus en esta familia de virus, los científicos podrán observarlos a nivel computacional y hacer una predicción de lo que harán en el laboratorio.

«Es como una historia de detectives: estás cazando y cazando, y obtienes la historia cada vez más claramente», dijo Broschat. «Ahora, está bien, ¿quién es el villano?»