Las versiones no infecciosas del SARS-CoV-2 brindan poderosas herramientas de investigación
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Para estudiar un virus tan infeccioso como el SARS-CoV-2, los investigadores deben seguir protocolos laboriosos y tener acceso a laboratorios de bioseguridad. Con el objetivo de hacer que tales investigaciones sean más seguras, rápidas y accesibles para más equipos en todo el mundo, los virólogos han creado ARN autorreplicantes de replicones del SARS-CoV-2 que no son infecciosos pero que, por lo demás, son idénticos al virus real.
Los replicones imitan casi todos los aspectos del ciclo de vida viral. Su ARN tiene toda la información que el virus necesita para replicarse y hacer copias de sí mismo, pero carece de instrucciones para hacer picos, las proteínas que permiten que el virus ingrese e infecte las células humanas. Una vez introducido en las células de una placa, un replicón genera una progenie que no puede propagarse a las células vecinas.
«Con este sistema, los científicos podrán investigar el SARS-CoV-2 y sus variantes, probar medicamentos contra él y evaluar anticuerpos neutralizantes, todo de una manera más rápida y en entornos de bioseguridad más bajos», dice El premio Nobel Charles M. Rice, un virólogo de Rockefeller que codirigió el trabajo con Volker Thiel de la Universidad de Berna y el Instituto de Virología e Inmunología. El estudio se publica en la revista Science.
Desmontando las ruedas
Los sistemas de replicón han demostrado ser fundamentales en el desarrollo de fármacos contra otros virus, incluida la hepatitis C. Una vez que Rice y otros crearon replicones de hepatitis C, otros científicos pudieron desarrollar medicamentos potentes y seguros que pueden curar eficazmente esta infección viral crónica.
Los replicones generalmente se crean mediante la clonación de genomas de ARN viral en fragmentos de ADN en el tubo de ensayo que luego se pueden usar para producir ARN artificialmente. Pero este método no funciona bien para el ARN del coronavirus, porque es excepcionalmente largo. Entonces, los investigadores adoptaron un enfoque diferente, usando una plataforma desarrollada por el grupo de Volker Thiel, que hace posible ensamblar genomas de coronavirus a partir de fragmentos más pequeños en la levadura, en lugar del tubo de ensayo.
Usando este enfoque, crearon un genoma de coronavirus que carece del segmento de ARN con las instrucciones para la proteína espiga.
«Si el virus fuera un auto de carreras, hicimos una versión que no tiene ruedas. Tiene el motor y todas las partes que le permitirían moverse, pero en realidad no puede ir a ninguna parte». dice Joseph Luna, un postdoctorado en el laboratorio de Rice y co-primer autor.
Sin embargo, eliminar la proteína espiga plantea un problema. Muchos estudios actuales se centran en este mismo componente del SARS-CoV-2, que es el objetivo principal de la terapia con anticuerpos monoclonales, por ejemplo. Para hacer que los replicones sean útiles para la investigación de terapias como los anticuerpos, el equipo expresó la proteína de punta por separado junto con el replicón. Los resultados fueron partículas de entrega de replicones, virus de un solo uso que pueden entregar replicones en las células. Estas partículas son capaces de ingresar a las células de manera similar a las partículas de coronavirus, pero su infecciosidad está limitada a exactamente un ciclo de vida viral.
Una amplia gama de aplicaciones
Los científicos afirman que sus replicones se pueden utilizar para investigar cómo el virus secuestra la propia maquinaria de la célula y cómo genera nuevas copias de sí mismo. Además, podrían permitir identificar las proteínas humanas sin las cuales el virus no puede replicarse. Como prueba de concepto, el equipo examinó los efectos de TMEM41B, una proteína humana que previamente se consideró necesaria para la replicación del SARS-CoV-2. Al igual que el coronavirus auténtico, los replicones no pudieron replicarse en células que carecían de esta proteína.
Los replicones también se pueden usar para examinar bibliotecas químicas en busca de compuestos farmacológicos capaces de bloquear la replicación viral. En otros experimentos, el equipo incubó los replicones con remdesivir, un antiviral conocido por inhibir el virus. «Descubrimos que inhibe el replicón en las mismas concentraciones que inhibe el virus real», dice la primera autora Inna Ricardo-Lax, postdoctorado en el laboratorio de Rice. «Muestra que el sistema de replicón puede ser una alternativa confiable para que el SARS-CoV-2 pruebe diferentes medicamentos».
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Los investigadores crean nuevas y poderosas herramientas para combatir el Zika Más información: Inna Ricardo-Lax et al, Replication and single-cycle delivery of SARS-CoV-2 replicons, Science ( 2021). DOI: 10.1126/science.abj8430 Información de la revista: Science
Proporcionado por la Universidad Rockefeller Cita: Las versiones no infecciosas del SARS-CoV-2 proporcionan poderosas herramientas de investigación (2021, 14 de octubre) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2021-10-noninfectious-versions-sars-cov-powerful-tools.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.