Investigadores buscan pistas sobre el tratamiento de la COVID-19 con la ayuda de rayos X sincrotrón
Fig. 1 Descripción general del enfoque de descubrimiento de fragmentos para SARS-CoV-2 Nsp3 Mac1 presentado en este estudio. Crédito: Avances científicos (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abf8711
La vacunación, las mascarillas y el distanciamiento físico ayudan a limitar la propagación de la COVID-19 pero, según los investigadores, la enfermedad seguirá infectando a las personas y los médicos seguirán necesitando mejores medicamentos para tratar a los pacientes. Esto puede ser especialmente cierto para los pacientes con cáncer y otras personas en riesgo que pueden carecer de un sistema inmunitario lo suficientemente fuerte como para beneficiarse de la vacuna.
Ahora, dos equipos que trabajan en parte en el Laboratorio Nacional de Aceleradores SLAC del Departamento de Energía han encontrado algunas pistas que podrían, en el futuro, conducir a nuevos medicamentos contra el COVID.
Los investigadores, del laboratorio de John Tainer en el MD Anderson Cancer Center y del grupo de James Fraser en la Universidad de California, San Francisco, se centraron en una estructura molecular que es común a todos los coronavirus pero que ha resultado especialmente problemática en el caso del virus que causa el COVID-19. La estructura contribuye tanto a la capacidad del virus para replicarse como a las reacciones exageradas del sistema inmunitario que han demostrado ser particularmente mortales.
El problema, dijo Fraser, es que los científicos no saben qué tipo de moléculas se unirían a la estructura. , conocido como el macrodominio Nsp3, y mucho menos cómo combinar tales moléculas para interferir con su trabajo mortal.
Para remediar ese problema, el grupo de Fraser analizó varios miles de moléculas en instalaciones que incluyen la fuente de luz de radiación de sincrotrón de Stanford (SSRL) de SLAC para ver dónde y qué tan bien se unen las moléculas a las formas cristalizadas de Nsp3. El equipo combinó esos resultados con modelos informáticos para comprender cómo las moléculas podrían afectar la estructura del macrodominio y si podrían ayudar a inhibir su función.
El estudio concluye con una hipótesis sobre cómo «unir» varias moléculas pequeñas para crear un fármaco que podría ayudar a tratar la COVID-19, dijo Fraser. El estudio se publicó el 14 de abril en Science Advances.
El grupo de Tainer realizó un análisis similar, esta vez centrado en una clase de moléculas que han demostrado su utilidad en el tratamiento de ciertos tipos de cáncer. Esas moléculas se dirigen a una proteína dentro de las células cancerosas que es análoga en estructura y función al macrodominio Nsp3, dijo Tainer, por lo que el equipo usó rayos X de SSRL para estudiar cómo esas moléculas interactuaban con el macrodominio y si podrían inhibir su función. . El estudio fue publicado en Progreso en Biofísica y Biología Molecular.
Tanto Fraser como Tainer enfatizaron que aún no han identificado candidatos a fármacos para el COVID-19, sino pistas que pueden ayudar a los investigadores que buscan diseñar fármacos. De todos modos, dijo Tainer, ahora que los equipos están encontrando esas pistas, «no hay una barrera insuperable» y los resultados de ambos grupos «brindan un camino a seguir» para diseñar medicamentos exitosos.
Tainer también enfatizó el papel que instalaciones como SSRL juegan en el desarrollo de nuevos medicamentos. «Los héroes de la historia son las líneas de luz de sincrotrón», dijo Tainer. «Estas instalaciones son tecnologías de habilitación críticas para abordar una necesidad nacional».
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La pantalla de fragmentos masivos apunta a nuevos inhibidores del SARS-CoV-2 Más información: Marion Schuller et al. Fragmento de unión al macrodominio Nsp3 del SARS-CoV-2 identificado mediante detección cristalográfica y acoplamiento computacional, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abf8711
Chris A. Brosey et al. Dirigirse a la estructura del macrodominio Nsp3 del SARS-CoV-2 con conocimientos de estructuras de poli(ADP-ribosa) glicohidrolasa humana (PARG) con inhibidores, Progreso en biofísica y biología molecular (2021). DOI: 10.1016/j.pbiomolbio.2021.02.002 Información de la revista: Science Advances