viernes. 29.03.2024

Investigadores de las facultades de Medicina (FMRP) y Odontología (FORP) de la Universidad de São Paulo (USP), campus de Ribeirão Preto, identificaron uno de los factores que volvieron más infecciosa la nueva variante del coronavirus SARS-CoV-2, a B.1.1.7, originario del Reino Unido y con dos casos confirmados en Brasil por el Instituto Adolf Lutz según informa un comunicado oficial de Fasesp.

En el comunicado se explica que, mediante la aplicación de herramientas bioinformáticas, encontraron que la proteína espiga de la nueva cepa viral, que forma la estructura de la corona que da nombre a la familia de los coronavirus, establece una mayor fuerza de interacción molecular con el receptor ACE2, presente en la superficie de las células. y con el que se une el SARS-CoV-2 para hacer posible la infección.

El aumento en la fuerza de interacción molecular de la nueva cepa es causado por una mutación ya identificada en el residuo de aminoácido 501 de la proteína pico del SARS-CoV-2, llamada N501Y, que dio lugar a la nueva variante del virus, anotaron los investigadores.

Los resultados del trabajo, apoyado por la FAPESP, fueron publicados en la plataforma bioRxiv , en un artículo aún sin revisión por pares. “Vimos que la interacción entre la proteína pico de la nueva cepa de coronavirus y la mutación N501Y es mucho mayor que la que presenta la primera cepa del virus aislada en Wuhan, China”, dice a Agência FAPESP Geraldo Aleixo Passos , profesor de FMRP y FORP-USP y coordinador del proyecto. Otro autor del estudio, que realizó los análisis bionformáticos, es Jadson Santos, quien está haciendo un doctorado en FMRP-USP bajo la dirección de Passos.

Con la aparición de la cepa B.1.1.7 en el Reino Unido, los investigadores plantearon la hipótesis de que la mutación N501Y presente en la proteína pico de la nueva variante, resultante de la sustitución de un aminoácido asparagina (N501) por un tipo de tirosina (N501Y) , podría ser uno de los factores responsables del alto contagio de la nueva cepa de coronavirus.

Esto se debe a que N501 ya se había identificado como un residuo de aminoácido crucial en la afinidad de unión de la proteína de pico al receptor ACE2 humano y, en consecuencia, implicado en la infectividad del nuevo coronavirus. Además, estudios previos también han señalado que la mutación N501Y encontrada en la cepa B.1.1.7 cubre uno de los seis residuos de aminoácidos de contacto clave dentro de la proteína de pico .

“Hay otras mutaciones en el genoma de esta cepa que no hemos analizado. Nos centramos en el N501Y porque interviene en la unión de la proteína de pico con ACE2 ”, explica Passos. Para probar la hipótesis de que la alta infectividad de la cepa B.1.1.7 podría deberse a cambios en la fuerza de interacción entre la proteína de pico mutante y el receptor ACE2, se utilizaron estructuras de la proteína de pico de SARS-CoV-2 aislada en Wuhan y la línea B.1.1.7, depositada en una base de datos de proteínas, Protein Data Bank.

Usando un software de dominio público, llamado PyMOL , fue posible visualizar la interacción entre el residuo de aminoácido 501 del pico de la proteína SARS-CoV-2 y el residuo Y41 de la proteína ACE2 humana y simular y analizar las interacciones resultantes de la mutación N501Y encontrado en la línea B.1.1.7 con el receptor celular.

“Este software permite visualizar imágenes de estas estructuras moleculares con una aproximación de 3,5 angstroms en campo, mucho más grande que las imágenes generadas incluso por un ultramicroscopio”, compara Passos. Utilizando otro software también de dominio público, llamado PDBePISA , fue posible comparar la interacción de las proteínas de pico de la cepa salvaje de SARS-CoV-2 y el mutante con el receptor ACE2 humano.

Los resultados del análisis mostraron que la mutación N501Y en la proteína pico de la nueva variante del coronavirus establece una mayor interacción con el receptor ACE2 en comparación con la cepa salvaje del virus. Las interacciones fueron predominantemente no covalentes, más débiles, anotaron los investigadores.

“La suma de varios enlaces débiles entre la proteína de pico mutante de la nueva variante del coronavirus y el receptor ACE2 humano da como resultado interacciones moleculares más fuertes, que permiten que el virus ingrese a las células con mayor facilidad y active el sistema de replicación”, explica Passos.

El estudio también reveló que la mutación N501Y provoca un cambio en el espacio entre los residuos de aminoácidos de la proteína de pico, lo que le permite establecer aún más interacciones con el receptor ACE2.

“Juntos, estos cambios confirmaron la hipótesis de que la proteína de pico de la cepa B.1.1.7 interactúa más fuertemente con el receptor ACE2”, dice Passos. Según el investigador, los resultados del estudio realizado mediante simulaciones informáticas in silico orientarán nuevos experimentos in vitro , encaminados a evaluar en el laboratorio la infectividad de la nueva variante del coronavirus en cultivos de células humanas.

Evolución asombrosa

Según los investigadores, la rápida propagación del SARS-CoV-2 entre los humanos está impulsando su evolución molecular. Hasta ahora, el virus ha acumulado mutaciones a una tasa de hasta dos nucleótidos por mes, y los aislados recientes muestran al menos 20 cambios de nucleótidos en sus genomas en comparación con la cepa salvaje, aislada en enero de 2020. La mayoría de las mutaciones se localizan en la proteína de pico .

La línea B.1.1.7., Detectada a principios de septiembre y descrita en diciembre de 2020 por el COVID-19 Genomics UK Consortium, en Reino Unido, y ya registrada en otros 17 países, incluido Brasil, representa un ejemplo, entre varios otros, la rápida evolución molecular del nuevo coronavirus. Sin embargo, sorprendió a los científicos al acumular 17 mutaciones, ocho de las cuales están ubicadas en el gen que codifica la proteína de pico en la superficie del virus.

“Esta nueva cepa acumula muchas mutaciones. Se observa un número menor en otras cepas virales ”, compara Passos. Como la descripción de esta nueva variante es reciente, aún no es posible evaluar con más detalle el fenotipo, es decir, si es más o menos patógeno, explica el investigador.

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