El virus SARS-CoV-2, que causa la COVID, alberga un sitio vulnerable en la base de su proteína espiga que también se encuentra en coronavirus estrechamente relacionados, según un nuevo estudio de Scripps Research. El descubrimiento, publicado el 8 de febrero en Ciencia Medicina Traslacional, podría informar el diseño de vacunas de acción amplia y terapias de anticuerpos capaces de detener futuras pandemias de coronavirus.
Los científicos habían aislado previamente un anticuerpo de un sobreviviente de COVID-19 que puede neutralizar no solo el SARS-CoV-2 sino también varios otros miembros de la familia de coronavirus conocidos como beta-coronavirus. En el nuevo trabajo, mapearon a escala atómica el sitio, o «epítopo», al que se une el anticuerpo en la proteína espiga del SARS-Cov-2. Demostraron que el mismo epítopo existe en otros coronavirus beta y demostraron con modelos animales que el anticuerpo protege contra los efectos de la infección por SARS-CoV-2.
«Tenemos la esperanza de que la identificación de este epítopo nos ayude a desarrollar vacunas y terapias con anticuerpos que funcionen contra todos los beta-coronavirus, incluidos los coronavirus que pueden saltar de animales a humanos en el futuro», dice el coautor principal del estudio, Raiees Andrabi, PhD, investigador del instituto en el Departamento de Inmunología y Microbiología de Scripps Research.
Los beta-coronavirus han surgido recientemente como amenazas importantes y constantes para la salud pública. Estos coronavirus incluyen el SARS-CoV-1, que mató a unas 800 personas, principalmente en Asia, en una serie de brotes entre 2002 y 2004; MERS-CoV, que ha matado a unas 900 personas, la mayoría en Oriente Medio, desde 2012; y, por supuesto, el SARS-CoV-2, que ya ha matado a más de 5 millones de personas en todo el mundo en la pandemia de COVID-19. Otros dos coronavirus beta, HCoV-HKU1 y HCoV-OC43, solo causan resfriados comunes, pero se sospecha que causaron pandemias mortales hace siglos, cuando pasaron por primera vez de animales a humanos. Los investigadores creen ampliamente que las futuras pandemias de coronavirus iniciadas por la propagación de animales a humanos son inevitables.
Esa perspectiva ha estimulado los esfuerzos hacia el desarrollo de una vacuna pan-beta-coronaviral o una terapia con anticuerpos. Los investigadores de Scripps dieron un paso inicial en esa dirección en 2020 cuando identificaron un anticuerpo, en una muestra de sangre de un sobreviviente de COVID-19, que podría neutralizar tanto el SARS-CoV-2 como el SARS-CoV-1. Aunque las pruebas de neutralización no estaban disponibles para todos los demás beta-coronavirus, encontraron que el anticuerpo al menos se unía a la mayoría de estos virus.
En el nuevo estudio, el equipo usó cristalografía de rayos X y otras técnicas para mapear con precisión el sitio de unión del anticuerpo en la proteína de punta del SARS-CoV-2. Mostraron que el mismo sitio se encuentra en la mayoría de los otros coronavirus beta, lo que ayuda a explicar el amplio efecto del anticuerpo sobre estos virus.
«El sitio está en el tallo de la proteína de pico viral y es parte de la ‘maquinaria’ que usa el virus para fusionarse con las membranas celulares en sus huéspedes humanos o animales después de que el virus se haya unido inicialmente a un receptor de la superficie celular», dice el estudio. coautor principal Dennis Burton, PhD, presidente del Departamento de Inmunología y Microbiología de Scripps Research. «La fusión permite que el material genético viral ingrese y se haga cargo de las células huésped, y el papel crucial de esta maquinaria explica por qué el sitio está presente de manera constante en los beta-coronavirus».
Por el contrario, el sitio de unión del receptor en la parte superior de la proteína del pico viral muta con relativa rapidez y, por lo tanto, tiende a variar mucho de un beta-coronavirus a otro, lo que lo convierte en un objetivo deficiente para las vacunas contra el beta-coronavirus o las terapias con anticuerpos.
Los investigadores ahora están haciendo un seguimiento de los esfuerzos para encontrar otros anticuerpos, quizás incluso más ampliamente efectivos, en su búsqueda de anticuerpos y vacunas óptimos contra los coronavirus.
Los otros coautores principales del estudio fueron Ian Wilson, PhD, Profesor Hansen de Biología Estructural y Presidente del Departamento de Biología Computacional y Estructural Integrativa en Scripps Research; y Thomas Rogers, MD, PhD, profesor asistente adjunto en el Departamento de Inmunología y Microbiología de Scripps Research y profesor asistente de Medicina en la Universidad de California, San Diego.
Panpan Zhou, Meng Yuan, Ge Song, Nathan Beutler, Namir Shaabani, Deli Huang, Wan- ting He, Xueyong Zhu, Sean Callaghan, Peter Yong, Fabio Anzanello, Linghang Peng, James Ricketts, Mara Parren, Elijah Garcia, Stephen Rawlings, Davey Smith, David Nemazee, John Teijaro, Thomas Rogers, Ian Wilson, Dennis Burton y Raiees Andrabi , todo de Scripps Research.
La investigación fue apoyada por los Institutos Nacionales de Salud (UM1 AI44462, 5T32AI007384), IAVI, la Fundación Bill y Melinda Gates (OPP 1170236 e INV-004923), el Centro de Investigación del SIDA de San Diego, la Fundación John y Mary Tu y el fideicomiso benéfico James B. Pendleton.
