Se han reportado aproximadamente 28 millones de casos de COVID-19 en los Estados Unidos, con más de 500,000 muertes por la enfermedad. Y aunque los programas de vacunación están en pleno funcionamiento para frenar la propagación, todavía existe una necesidad urgente de otras formas de prevenir COVID-19.
Para que el SARS-CoV-2 desencadene una infección en alguien, debe ingresar al cuerpo y adherirse a los receptores ACE2 de las células. Estos receptores aparecen en todo el cuerpo, incluido el sistema vascular, la nariz y la garganta y el cerebro, con abundante expresión en los pulmones y el intestino delgado.
El proceso de infectar las células comienza cuando el SARS-CoV-2 ingresa al cuerpo a través de la nariz o la boca. Cuando está dentro del cuerpo, el virus usa su proteína de punta externa para unirse a los receptores ACE2 en la superficie de las células. Una vez unido al receptor, el virus comienza a fusionarse en la célula y libera su material genético, instruyendo a la célula huésped para que produzca nuevos virus.
El SARS-CoV-2 es muy competente en este proceso debido a su capacidad para unirse estrechamente a los receptores ACE2 a través de sus proteínas de pico.
Si el sistema inmunológico no detecta esta actividad peligrosa rápidamente y ataca, el SARS-CoV-2 puede continuar replicándose y destruyendo las células. Como la mayoría de los patógenos, la combinación de alteración celular y daño iniciado por el virus y la reacción del sistema inmunológico al invasor es lo que causa los síntomas del COVID-19.
Debido a que prevenir COVID-19 es más ventajoso que tratar la enfermedad, es crucial encontrar una manera de evitar que el SARS-CoV-2 se una a las células.
Los investigadores de la Universidad Estatal de Ohio pueden haber descubierto una forma de interrumpir este proceso de infección dentro o fuera del cuerpo, lo que podría ralentizar o inactivar el virus. Su investigación aparece en la revista Bioconjugate Chemistry .
Usar péptidos para 'engañar' al SARS-CoV-2
Los coautores principales Amit Sharma, profesor asistente de biociencias veterinarias en Ohio State, y Ross Larue, profesor asistente de investigación de farmacia y farmacología, también en Ohio State, junto con sus colegas, analizaron los péptidos como una forma de inhibir el SARS-Cov- 2 de adherirse a las células.
Sharma explica:
“Nuestro objetivo es que cada vez que el SARS-CoV-2 entre en contacto con los péptidos, inactive el virus. Esto se debe a que la proteína del pico del virus ya está unida a algo que necesita usar para unirse a la célula. Para hacer esto, tenemos que llegar al virus mientras aún está fuera de la célula ".
Utilizando nueva tecnología en la cristalización de proteínas y microscopía, el equipo examinó imágenes de los receptores SARS-CoV-2 y ACE2, observando específicamente la proteína de pico del virus y el punto de unión en ACE2.
Después de notar una cola en forma de espiral en los receptores ACE2, los científicos se enfocaron en probar varios péptidos para ver si alguno incitaba a la proteína de pico SARS-CoV-2 a unirse y posteriormente reducir la capacidad del virus para replicarse en cultivos celulares.
Estaban particularmente interesados en crear los péptidos más cortos posibles que pudieran unirse a proteínas de punta utilizando el número mínimo de puntos de contacto.
En comparación con los controles, el equipo descubrió que dos péptidos, uno con puntos de contacto mínimos y otro con puntos de contacto más grandes, reducían efectivamente la capacidad del virus para infectar células en un cultivo.
Este hallazgo es significativo porque cuando el SARS-CoV-2 se adhiere a un péptido, ya no puede unirse a una célula y replicarse.
¿Cuáles son las implicaciones de este descubrimiento?
Debido a que estos péptidos pueden unirse potencialmente al virus e inactivarlo o reducir su capacidad para desencadenar infecciones, esta tecnología recién descubierta puede abrir una nueva vía en la lucha contra COVID-19.
El desarrollo de productos podría incluir la fabricación de aerosoles nasales a base de péptidos que bloquean el SARS-CoV-2 cuando ingresa al cuerpo o la creación de aerosoles que inactivan el virus cuando se aplican a las superficies.
Larue dice que, con los resultados que han logrado con los péptidos, siente que el equipo está ahora en condiciones de avanzar hacia el desarrollo de productos.
Respecto a los planes futuros del investigador con su descubrimiento, Sharma dice:
"El objetivo es neutralizar el virus de manera eficaz y potente, y ahora, debido a la aparición de variantes, estamos interesados en evaluar nuestra tecnología frente a las mutaciones emergentes".
Sharma y Larue son actualmente los inventores de esta tecnología, con una solicitud de patente provisional pendiente.