Los medicamentos existentes pueden evitar que el SARS-CoV-2 secuestre células
virus SARS-CoV-2 en una célula con filopodios. Crédito: Elizabeth Fischer, Unidad de Microscopía NIH/NIAID
Un equipo internacional de investigadores analizó cómo el SARS-CoV-2, el virus que causa el COVID-19, secuestra las proteínas en sus células diana. La investigación, publicada en la revista Cell, muestra cómo el virus cambia la actividad de la célula para promover su propia replicación e infectar las células cercanas. Los científicos también identificaron siete medicamentos clínicamente aprobados que podrían interrumpir estos mecanismos y recomendaron que estos medicamentos se prueben inmediatamente en ensayos clínicos.
La colaboración incluyó a investigadores del Instituto Europeo de Bioinformática de EMBL (EMBL-EBI), el Grupo de Investigación de Coronavirus del Instituto de Biociencias Cuantitativas en la Facultad de Farmacia de la Universidad de California en San Francisco (UCSF), el Instituto Médico Howard Hughes, el Instituto Pasteur, y el Clúster de Excelencia CIBSS de la Universidad de Freiburg.
Los virus no pueden replicarse ni propagarse por sí solos: necesitan un organismo en su huésped para transportarlos, replicarlos y transmitirlos a otros huéspedes. Para facilitar este proceso, los virus necesitan tomar el control de la maquinaria de su célula huésped y manipularla para producir nuevas partículas virales. A veces, este secuestro interfiere con la actividad de las enzimas del huésped y otras proteínas.
Una vez que se produce una proteína, las enzimas pueden cambiar su actividad haciendo modificaciones químicas en su estructura. Por ejemplo, la fosforilación, la adición de un grupo fosforilo a una proteína por un tipo de enzima llamada quinasa, juega un papel fundamental en la regulación de muchos procesos celulares, incluida la comunicación de célula a célula, el crecimiento celular y la muerte celular. Al alterar los patrones de fosforilación en las proteínas del huésped, un virus puede potencialmente promover su propia transmisión a otras células y, eventualmente, a otros huéspedes.
Los científicos utilizaron espectrometría de masas, una herramienta para analizar las propiedades de una muestra mediante midiendo la masa de sus moléculas y fragmentos moleculares, para evaluar todas las proteínas del huésped y virales que mostraron cambios en la fosforilación después de la infección por SARS-CoV-2. Descubrieron que el 12% de las proteínas del huésped que interactúan con el virus estaban modificadas. Los investigadores también identificaron las quinasas que tienen más probabilidades de regular estas modificaciones. Las quinasas son objetivos potenciales de los fármacos para detener la actividad del virus y tratar el COVID-19.
El extraordinario comportamiento de las células infectadas
«El virus evita que las células humanas se dividan, manteniéndolas en un punto particular del ciclo celular. Esto proporciona al virus un entorno relativamente estable y adecuado para seguir replicando», explica Pedro Beltrao, líder de grupo en EMBL-EBI.
El SARS-CoV-2 no solo afecta la división celular, pero también la forma celular. Uno de los hallazgos clave del estudio es que las células infectadas exhiben extensiones largas, ramificadas, similares a brazos, o filopodios. Estas estructuras pueden ayudar al virus a llegar a las células cercanas en el cuerpo y hacer avanzar la infección, pero se justifican más estudios.
«La visualización distinta de la extensa ramificación de los filopodios aclara una vez más cómo comprender la biología del virus -la interacción del huésped puede iluminar posibles puntos de intervención en la enfermedad», dice Nevan Krogan, director del Instituto de Biociencias Cuantitativas de la UCSF e investigador sénior de los Institutos Gladstone.
Fármacos antiguos, nuevos tratamientos
«Las quinasas poseen ciertas características estructurales que las convierten en buenos objetivos farmacológicos. Ya se han desarrollado medicamentos para atacar algunas de las quinasas que identificamos, por lo que instamos a los investigadores clínicos a probar los efectos antivirales de estos medicamentos en sus ensayos», dice Beltrao.
En algunos pacientes, el COVID-19 provoca una reacción exagerada del sistema inmunitario, lo que lleva a la inflamación. Un tratamiento ideal aliviaría estos síntomas inflamatorios exagerados mientras detiene la replicación del virus. Los medicamentos existentes que se dirigen a la actividad de las quinasas pueden ser la solución a ambos problemas.
Los investigadores identificaron docenas de medicamentos aprobados por la Administración de Alimentos y Medicamentos (FDA) o ensayos clínicos en curso que se dirigen a las quinasas de interés. Siete de estos compuestos, principalmente compuestos contra el cáncer y enfermedades inflamatorias, demostraron una potente actividad antiviral en experimentos de laboratorio.
«Nuestro enfoque basado en datos para el descubrimiento de fármacos ha identificado un nuevo conjunto de fármacos que tienen un gran potencial para combatir la COVID -19, ya sea solos o en combinación con otros medicamentos, y estamos emocionados de ver si ayudarán a poner fin a esta pandemia», dice Krogan.
«Esperamos aprovechar este trabajo probando muchos otros inhibidores de la quinasa al mismo tiempo que identifica las vías subyacentes y las posibles terapias adicionales que pueden intervenir en COVID-19 de manera efectiva», dice Kevan Shokat, profesor del Departamento de Farmacología Celular y Molecular de la UCSF.
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El coronavirus y el cáncer secuestran las mismas partes de las células humanas para propagarse: los medicamentos contra el cáncer existentes podrían combatir el COVID-19 Más información: Mehdi Bouhaddou et al, The Global Phosphorylation Landscape of Infección por SARS-CoV-2, Célula (2020). DOI: 10.1016/j.cell.2020.06.034 Información de la revista: Cell
Proporcionado por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular Cita: Los medicamentos existentes pueden prevenir el SARS-CoV-2 from hijacking cells (29 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-drugs-sars-cov-hijacking-cells.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.