Las secuencias de proteínas brindan pistas sobre cómo el SARS-CoV-2 infecta las células

El análisis de las secuencias de proteínas permite a los científicos predecir las interacciones de las proteínas. Luego pueden identificar posibles nuevos jugadores en el proceso de infección por coronavirus. Crédito: Rayne Zaayman-Gallant/EMBL

En los primeros días de la pandemia de COVID-19, se estableció que el SARS-CoV-2 infecta las células al unirse a la proteína humana ACE2, que desempeña un papel en la regulación de la presión arterial. Pero ACE2 está casi ausente en las células pulmonares humanas, entonces, ¿cómo pueden los pulmones ser uno de los órganos más afectados en COVID-19? Esto les dio a los investigadores una pista de que ACE2 podría ser más que un simple regulador de la presión arterial y podría no ser el único jugador en el mecanismo de infección por SARS-CoV-2.

El equipo de Gibson de EMBL, en colaboración con Luca Chemes de la Universidad Nacional de San Martín en Buenos Aires y socios de Merck KGaA Darmstadt y University College Dublin, analizó secuencias de ACE2 y otras proteínas humanas involucradas en la infección por SARS-CoV-2, como como una clase de proteínas llamadas integrinas. Se centraron en cadenas cortas de aminoácidos denominadas motivos lineales cortos (SLiM), que participan en la transmisión de información entre el interior y el exterior de las células. La identificación y comparación rápidas de SLiM fue posible gracias al recurso Eukaryotic Linear Motif (ELM), la base de datos de SLiM seleccionada más grande, que el equipo y los colaboradores han estado desarrollando durante 20 años.

Vieron que ACE2 y varios Las integrinas contienen SLiM que probablemente estén involucradas en la endocitosis y los procesos autofagicelulares de captación y eliminación de sustancias, respectivamente. Este resultado sugiere funciones previamente desconocidas de ACE2 e integrinas en la fisiología celular. «Si el SARS-CoV-2 se dirige a las proteínas involucradas en la endocitosis y la autofagia, significa que el virus podría secuestrar estos procesos durante la infección», dice Blint Mszros, un postdoctorado en el equipo de Gibson y el primer autor del estudio.

Varios hallazgos fueron verificados experimentalmente por Ylva Ivarsson y su grupo en la Universidad de Uppsala en Suecia. Confirmaron las interacciones proteicas predichas y verificaron que estas interacciones están reguladas por la adición natural de iones que contienen fósforo. «Ylva Ivarsson fue la mejor persona que conocíamos para probar estas predicciones. Nos encantó que aceptara unirse a este proyecto», dice el líder del equipo EMBL, Toby Gibson. Ylva Ivarsson está igualmente entusiasmada. «Cambiar nuestro trabajo a la investigación relacionada con el SARS-CoV-2 nos ayudó a mantener el espíritu en el laboratorio durante la pandemia», agrega.

Fármacos potenciales para el COVID-19

Los hallazgos podrían conducir a nuevos enfoques terapéuticos para COVID-19. «Los SLiM podrían ‘cambiar’ para activar o desactivar las señales de entrada viral. Esto significa que si podemos encontrar una manera de revertir estos interruptores usando medicamentos, esto podría evitar que el coronavirus ingrese a las células», dice el autor principal Luca Chemes.

Junto con un colaborador de Merck KGaA Darmstadt, el equipo reunió una lista de medicamentos existentes que interfieren con la endocitosis y la autofagia. La lista incluye algunos candidatos sorprendentes, como el antipsicótico clorpromazina. «Si los ensayos clínicos demuestran que algunos de estos medicamentos funcionan contra el COVID-19, esto podría cambiar las reglas del juego», dice Manjeet Kumar, científico bioinformático del equipo de Gibson y autor principal del estudio.

Aspectos destacados, desafíos y colaboración durante la pandemia

Esta investigación se inició al comienzo del primer confinamiento en Alemania en la primavera de 2020. El proyecto fue una oportunidad para fortalecer las relaciones entre científicos de todos los continentes. «Toby y yo colaboramos desde 2012, cuando Argentina se convirtió en miembro asociado de EMBL. Nuestra experiencia previa nos permitió ahora trabajar juntos en el SARS-CoV-2», dice Luca Chemes.

Trabajar bajo Las condiciones de confinamiento no siempre fueron fáciles. Por ejemplo, una de las coautoras del estudio, Elizabeth Martínez Pérez del Instituto Leloir en Argentina, no pudo regresar de su asignación en el equipo de Gibson en EMBL Heidelberg.

Al mismo tiempo, Manjeet Kumar tuvo que adaptarse a trabajar desde casa cuando sus hijos estaban cerca. «Recibí el amable apoyo de nuestra casera para trabajar en el ático del edificio, ¡aunque la señal de Internet no llegaba allí! Eventualmente, compré un cable de Internet de 35 metros y lo conecté al ático. Una vez que lo configuré, cogí impulso en el proyecto», recuerda.

Para muchos, trabajar en la investigación del SARS-CoV-2 fue una experiencia inspiradora. «Queríamos contribuir a combatir el COVID-19. Esto nos dio un objetivo común», dice Toby Gibson. Blint Mszros está de acuerdo. «Es extraño, emocionante y un poco inquietante abrir nuevos caminos en el campo de COVID-19», dice. «Como investigadores, estamos entusiasmados por descubrir partes de la biología, pero al mismo tiempo estamos muy emocionados de trabajar en un tema tan importante».

Explore más

Nuevas pistas sobre cómo el SARS-CoV-2 infecta las células Más información: Blint Mszros et al, candidatos de motivos lineales cortos en el sistema de entrada celular utilizado por SARS-CoV- 2 y sus posibles implicaciones terapéuticas, Science Signaling (2021). DOI: 10.1126/scisignal.abd0334 Información de la revista: Science Signaling

Proporcionado por el Laboratorio Europeo de Biología Molecular Cita: Las secuencias de proteínas proporcionan pistas sobre cómo infecta el SARS-CoV-2 cell (2021, 11 de febrero) recuperado el 30 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-02-protein-sequences-clues-sars-cov-infects.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.