Así como un núcleo apretado es un componente de la buena condición física para los humanos, que ayuda a estabilizar nuestros cuerpos, las mutaciones que endurecieron el núcleo de la proteína de punta del SARS-CoV-2 en nuevas variantes pueden haber aumentado la aptitud del virus.
Una nueva investigación dirigida por Penn State revela que la región del tallo de la proteína espiga se volvió progresivamente más estrecha con el tiempo, y el equipo cree que esto probablemente mejoró la capacidad del virus para transmitirse a través de gotitas nasales e infectar las células huésped una vez en el cuerpo. El equipo dijo que la región del tallo de la proteína que surgió en las variantes más recientes de Omicron es lo más rígida posible, lo que podría significar que las vacunas más nuevas pueden ser efectivas por más tiempo que las que se dirigieron a la variante original.
«Queríamos ver cómo la proteína espiga se transformó estructuralmente a medida que evolucionaba de la cepa de tipo salvaje original del virus, a través de las variantes alfa, delta y, más recientemente, Omicron», dijo Ganesh Anand, profesor asociado de química y de bioquímica y biología molecular. biología, Penn State. «Encontramos que la proteína espiga era inicialmente más flexible en la región del tallo, que es donde se agrupa la proteína espiga, pero con el tiempo, las mutaciones hicieron que la proteína se volviera progresivamente más estrecha y rígida, y creemos que ahora es tan rígida como puede obtener Esto es importante porque significa que las vacunas que se desarrollan para atacar la variante actual con estas proteínas de pico rígido probablemente sean efectivas durante mucho más tiempo que las vacunas anteriores contra la cepa de tipo salvaje más flexible «.
Para estudiar cómo cambió la proteína espiga con cada una de las nuevas variantes, el equipo estudió el virus in vitro (en un tubo de ensayo) utilizando una técnica llamada espectrometría de masas de intercambio de amida hidrógeno/deuterio.
Anand explicó que la proteína espiga del SARS-CoV-2 está compuesta por tres cadenas de moléculas llamadas monómeros que se unen para formar un trímero. La proteína espiga se compone de dos subunidades, una subunidad S1 y S2. La subunidad S1 contiene un dominio de unión al receptor, mientras que la subunidad S2 contiene la región del tallo responsable de agrupar el trímero.
«Es análogo a un árbol, con el tallo formando el tronco y el dominio de unión al receptor formando las ramas», dijo Anand.
Los resultados del equipo, que se publicaron en la revista eLife, reveló que el tallo de la proteína espiga primero se volvió más rígido con la mutación D614G, que es común a todas las variantes del SARS-CoV-2. El tallo se torció progresivamente más con la aparición de nuevas mutaciones en las variantes posteriores, y la variante Omicron BA.1 mostró el aumento de mayor magnitud en la estabilización en relación con las variantes anteriores.
¿Por qué el virus se beneficiaría de un núcleo más compacto?
«No estudiamos el virus en pacientes, por lo que no podemos determinar si los cambios que observamos en la proteína de pico afectaron directamente a las variantes más nuevas, como la capacidad de Omicron para transmitir más fácilmente; sin embargo, podemos decir que los cambios probablemente hicieron que el virus fuera más en forma, lo que podría traducirse en una mejor transmisión», dijo Anand. «Un núcleo más compacto probablemente podría hacer que el virus sea más estable en las gotitas nasales y más rápido para unirse a las células huésped y entrar en ellas. Entonces, por ejemplo, lo que inicialmente tomó alrededor de 11 días para desarrollar una infección después de la exposición ahora toma solo alrededor de cuatro días».
Anand señaló que una de las razones por las que las vacunas no han podido neutralizar completamente el virus es porque se generaron contra la proteína de punta de la variante original de tipo salvaje.
«El refuerzo bivalente más reciente, que apunta a variantes más nuevas, ayuda, pero las personas que nunca recibieron este refuerzo no reciben esta protección más específica», dijo. «Es probable que las futuras vacunas que se centren específicamente en Omicron sean efectivas por más tiempo».
Finalmente, Anand dijo que la proteína espiga ahora se ha torcido tanto que es poco probable que cambie estructuralmente más en la región del tallo.
«Hay límites en cuanto a cuánto se puede ajustar», dijo. «Creo que podemos tener cierto optimismo cauteloso, en el sentido de que no vamos a tener variantes emergentes continuamente, al menos el endurecimiento no será un mecanismo».
Otros autores de Penn State en el artículo incluyen a los estudiantes graduados de química Sean Braet, Theresa Buckley y Varun Venkatakrishnan. Kim-Marie Dam, becaria de investigación postdoctoral, y Pamela Bjorkman, profesora asistente de biología e ingeniería biológica, Caltech, también son autoras.
