Desde el comienzo de la pandemia de COVID-19, las imágenes del coronavirus, SARS-CoV-2, han quedado grabadas en nuestras mentes. Pero la forma en que imaginamos el virus, generalmente como una esfera con púas, no es estrictamente precisa. Las imágenes de microscopio de tejidos infectados han revelado que las partículas de coronavirus son en realidad elipsoidales y muestran una amplia variedad de formas aplastadas y alargadas.
Ahora, un equipo de investigación global, que incluye científicos de la Universidad de Queen, Canadá, y el Instituto de Ciencia y Tecnología de Okinawa (OIST), Japón, ha modelado cómo las diferentes formas elípticas afectan la forma en que estas partículas virales giran dentro de los fluidos, lo que afecta la facilidad con la que se se puede transmitir el virus. El estudio fue publicado recientemente en Física de Fluidos.
«Cuando se inhalan partículas de coronavirus, estas partículas se mueven dentro de los conductos de la nariz y los pulmones», dijo el profesor Eliot Fried, quien dirige la Unidad de Mecánica y Materiales en OIST. “Nos interesa estudiar hasta qué punto son móviles en estos entornos”.
El tipo específico de movimiento que modelaron los científicos se conoce como difusividad rotacional, que determina la velocidad a la que giran las partículas a medida que se mueven a través del fluido (en el caso del coronavirus, gotas de saliva). Las partículas que son más suaves y más hidrodinámicas encuentran menos resistencia al arrastre del fluido y giran más rápido. Para las partículas de coronavirus, esta velocidad de rotación afecta qué tan bien el virus puede adherirse e infectar las células.
«Si las partículas giran demasiado, es posible que no pasen suficiente tiempo interactuando con la célula para infectarla, y si giran demasiado poco, es posible que no puedan interactuar de la manera necesaria», explicó el profesor Fried.
En el estudio, los científicos modelaron elipsoides de revolución alargados y achatados. Estas formas difieren de las esferas (que tienen tres ejes de idéntica longitud) en solo uno de sus ejes, las formas alargadas tienen un eje más largo, mientras que las formas achatadas tienen un eje más corto. Llevadas al extremo, las formas alargadas se alargan en formas parecidas a varillas, mientras que las formas achatadas se aplastan en formas parecidas a monedas. Pero para las partículas de coronavirus, las diferencias son más sutiles.
Los científicos también hicieron que el modelo fuera el más realista hasta el momento, agregando las proteínas de punta en la superficie de los elipsoides. Investigaciones anteriores de la Universidad de Queen y OIST mostraron que la presencia de proteínas de punta triangular reduce la velocidad a la que giran las partículas de coronavirus, lo que podría aumentar su capacidad para infectar células.
Aquí, los científicos modelaron las proteínas de punta de una manera más simple, con cada proteína de punta representada por una sola esfera en la superficie de los elipsoides.
«Luego descubrimos la disposición de los picos en la superficie de cada forma elipsoidal asumiendo que todos contienen la misma carga», explicó el Dr. Vikash Chaurasia, investigador postdoctoral en la Unidad de Mecánica y Materiales de OIST. «Los picos con cargas idénticas se repelen entre sí y prefieren estar lo más lejos posible entre sí. Por lo tanto, terminan distribuidos uniformemente a través de la partícula de una manera que minimiza esta repulsión».
En su modelo, los investigadores encontraron que cuanto más difiere una partícula de una forma esférica, más lento gira. Esto podría significar que las partículas son más capaces de alinearse y adherirse a las células.
El modelo sigue siendo simplista, reconocen los investigadores, pero nos acerca un paso más a la comprensión de las propiedades de transporte del coronavirus y podría ayudar a precisar uno de los factores clave de su éxito infeccioso.
