Estudio detalla los cambios en la proteína espiga de Omicron
El modelo de la proteína espiga variante de Omicron muestra la ubicación de algunas de sus 37 mutaciones (esferas rojas). Crédito: David Veesler Lab
Un equipo internacional de científicos ha determinado los cambios estructurales precisos en la proteína de punta de la variante omicron. Sus observaciones explican cómo el virus puede evadir los anticuerpos contra variantes anteriores y seguir siendo altamente infeccioso.
«Los hallazgos proporcionan un modelo que los investigadores pueden usar para diseñar nuevas contramedidas, ya sean vacunas o terapias, contra el omicron y otras variantes del coronavirus que puedan surgir», dijo David Veesler, investigador del Instituto Médico Howard Hughes y profesor asociado. de bioquímica en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en Seattle. Dirigió el esfuerzo de investigación con Gyorgy Snell de Vir Biotechnology, Inc. en San Francisco.
Los investigadores informan sobre sus hallazgos en la revista Science.
Matthew McCallum, becario postdoctoral en el laboratorio de Veesler , y Nadine Czudnochowski, científica de Vir Biotechnology, fueron los autores principales del artículo.
La variante omicron, que se identificó por primera vez en noviembre de 2021 en Sudáfrica, está provocando un aumento de infecciones en todo el mundo. Además de ser altamente infecciosa, la variante puede evadir los anticuerpos contra variantes anteriores, lo que lleva a infecciones de avance entre quienes han sido vacunados y quienes han sido infectados previamente.
Se cree que la infecciosidad del virus está en al menos en parte debido a la gran cantidad de mutaciones en las secuencias de aminoácidos de la proteína de punta del virus. El virus utiliza la proteína espiga para adherirse a las células que infecta y entrar en ellas. La proteína espiga omicron tiene 37 mutaciones que la distinguen de los primeros aislamientos de SARS-CoV-2 en 2020.
Investigaciones anteriores de Veesler y colegas han demostrado que los anticuerpos generados por las seis vacunas más utilizadas, y todas menos una de los anticuerpos monoclonales que se usan actualmente para tratar infecciones, tienen una capacidad reducida o anulada para neutralizar omicron.
Pero muchas de las mutaciones en la variante afectan la estructura de la región de la proteína espiga que es responsable de unirse a y al ingresar a las células, una región llamada dominio de unión al receptor, y muchos esperaban que los cambios resultantes en la estructura del dominio de unión al receptor pudieran afectar la capacidad de la variante para unirse a su objetivo en las células. Este objetivo es una proteína llamada enzima convertidora de angiotensina-2 o ACE2. Sin embargo, en su estudio, Veesler y sus colegas descubrieron que los cambios en realidad habían aumentado la capacidad del dominio de unión del receptor para unirse a ACE2 en 2,4 veces.
Para entender cómo omicron acumuló tantas mutaciones mientras retenía interacciones eficientes con el receptor ACE2 del huésped, Veesler y sus colegas utilizaron estudios cristalográficos de rayos X y microscopía crioelectrónica para desvelar la organización tridimensional de la proteína espiga omicron. El enfoque les permitió lograr una resolución de aproximadamente 3 angstroms. Con esta resolución, fue posible discernir la forma de los bloques de construcción de aminoácidos individuales que componen la proteína de punta. Los investigadores también determinaron cómo los cambios estructurales en la proteína de punta afectaron la capacidad de los anticuerpos efectivos contra variantes anteriores para unirse a Omicron.
Usando estas técnicas, los científicos revelan cómo las mutaciones cambiaron la forma en que la proteína interactúa con los anticuerpos para que se reduce la capacidad de casi todos los anticuerpos monoclonales contra él, mientras que, al mismo tiempo, se mejora la capacidad del dominio de unión al receptor de pico para unirse a ACE2. El efecto general ha sido hacer posible que el dominio de unión al receptor evada los anticuerpos que lo atacan y se una a ACE2 aún más estrechamente.
Los hallazgos demuestran cuán formidable oponente es el SARS-CoV-2, dice Veesler.
«Este virus tiene una plasticidad increíble: puede cambiar mucho y aun así mantener todas las funciones que necesita para infectar y replicarse», señaló. «Y es casi seguro que omicron no sea la última variante que veremos».
El objetivo de ahora en adelante debe ser centrarse e identificar regiones adicionales en la proteína espiga que no se pueden cambiar sin causar la proteína pierda su función, dijo Veesler. Debido a su importancia, estas áreas tienden a permanecer conservadas incluso cuando otras partes de la proteína mutan.
Por lo tanto, es probable que tales regiones conservadas de proteínas virales permanezcan sin cambios en cualquier nueva variante que pueda surgir. Estas regiones serían objetivos ideales para nuevas vacunas y terapias que podrían ser efectivas no solo contra nuevas variantes sino también contra nuevos sarbecovirus, el grupo de virus que comprende el SARS-CoV-2 y el SARS-CoV, dijo Veesler.
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Anticuerpo que inhibe una amplia gama de sarbecovirus encontrados Más información: David Veesler et al, Bases estructurales de la evasión inmune del SARS-CoV-2 Omicron y compromiso del receptor, Science (2022) ). DOI: 10.1126/science.abn8652 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington Cita: El estudio detalla los cambios en la proteína de pico de Omicron (2022, enero 25) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-01-omicron-spike-protein.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.