Dos estudios científicos dan luz a nuevas formas de prevenir la infección por coronavirus


16-11-2020
El hallazgo revela que la Neuropilina-1 aumenta la infectividad del SARS-CoV-2. Equipos internacionales de científicos, dirigidos por la Universidad de Bristol (Reino Unido), Universidad de Helsinki (Finlandia) y la Universidad Técnica de Múnich (Alemania), han identificado una posible explicación del porqué el virus es tan infeccioso y capaz de propagarse rápidamente en células humanas.
 

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Dos estudios científicos, publicados en la revista Science el pasado 20 de octubre, dan luz a nuevas formas de prevenir la infección por SARS-CoV-2. En ese sentido, describen cómo la capacidad de infección del virus puede ser reducida con inhibidores que bloquean una nueva interacción entre el virus y la célula huésped, demostrando un potencial tratamiento antiviral.

Para infectar a las células humanas, el virus primero tiene que adherirse a la superficie de las células que recubren los tractos respiratorio o intestinal. Una vez adherido, el virus invade las células y comienza a replicarse. Los virus recién generados se liberan de las células, iniciando la transmisión del SARS-CoV-2.

Mediado por una proteína viral

El proceso de adhesión e invasión de las células humanas es mediado por una proteína viral, que se llama espícula (Spike, en inglés). El conocimiento del proceso de cómo la espícula reconoce a las células humanas es fundamental para el desarrollo de terapias antivirales y vacunas para tratar al Covid-19.

Se encuentran entre los coautores de ambos estudios Tambet Teesalu, profesor de la Universidad de Tartu y líder del Cancer Biology Lab, y miembros de su equipo: Lorena Simón Gracia, investigadora senior en nanomedicina en el Cancer Biology Lab, y Allan Tobi, estudiante de doctorado.

En 2009, el profesor Teesalu desarrolló un sistema de péptidos no naturales que eran capaces de unirse específicamente a las células cancerígenas y a la vasculatura del tumor. Estos péptidos contienen una secuencia de aminoácidos llamada CendR que se une al receptor Neuropilina-1 y tras esa unión penetran en el tejido tumoral. Los péptidos CendR pueden ser utilizados para dirigir fármacos y aumentar la acumulación de éstos en el tumor. Los estudios actuales muestran que el coronavirus causante de COVID-19 utiliza ese mismo mecanismo para la infección de las células y su propagación.

"Se sabía que el virus SARS-CoV-2 utiliza la espícula para unirse a un receptor llamado ACE2 y entrar en las células huésped. Nuestros estudios muestran que, además del ACE2, la espícula se une a un segundo receptor, la Neuropilina-1, en estas células huésped. Esta unión está mediada por un péptido en Spike que contiene la secuencia CendR. En nuestro laboratorio hemos utilizado estos péptidos CendR durante años para atacar el cáncer", explica Simón Gracia.

"Ahora, hemos visto que hay una relación entre los péptidos CendR y el SARS-CoV-2 que implica un potencial tratamiento también para esta enfermedad. En nuestra investigación, bloqueamos la unión entre el virus y la Neuropilina-1 usando una pequeña molécula o anticuerpos que se unen específicamente a la Neuropilina-1 y observamos que la tasa de infección del virus se reducía significativamente", prosigue. "En un estudio paralelo con muestras de pacientes de Covid-19, liderado por investigadores de la Universidad de Helsinki y la Universidad Técnica de Múnich, se observó que el virus infecta el epitelio olfatorio y que se localizaba en áreas donde se detectó también el receptor Neuropilina-1. Además, se administraron intranasalmente a ratones nanopartículas recubiertas por los péptidos CendR para mimetizar el virus y se vio que se unían a la Neuropilina-1 en el epitelio olfatorio, en la cavidad nasal y en la corteza cerebral", describe. Esto, de acuerdo con sus palabras, podría explicar la diferente patología del SARS-CoV-2 respecto a la de otros coronavirus, como, por ejemplo, la pérdida de gusto y olfato", explica la Dra.

Añade que "la Neuropilina-1 está sobreexpresada en gran variedad de células tumorales y vasculatura del tumor, pero también en otros tejidos del sistema nervioso y los vasos sanguíneos y desempeña funciones importantes como la neurogénesis, remielinización, angiogénesis, permeabilización vascular, etcétera". Expone que bloquear la unión entre la secuencia CendR del virus y la Neuropilina-1 es una atractiva estrategia para el desarrollo de fármacos antivirales, pero que es demasiado pronto para saber si la inhibición directa de la Neuropilina-1 produciría efectos secundarios. En su laboratorio en Estonia, en estos momentos están diseñando moléculas que les permitan interrumpir la unión del virus con la Neuropilina-1 de una forma específica.

Este descubrimiento abre, según Simón Gracia, "un nuevo camino posible para el desarrollo de medicamentos contra una gran variedad de virus, además del coronavirus, ya que la secuencia CendR está presente en la superficie de otros virus patógenos, como el Ébola o el VIH-1". Asimismo, los hallazgos les permiten "comprender mejor el mecanismo de infección del virus, dar una posible explicación a los efectos que produce en el cuerpo y, por tanto, proporcionar claves de cómo tratar a los pacientes".

El trabajo con el SARS-CoV-2 en Bristol fue facilitado por los doctores Andrew Davidson y David Matthews, profesores en virología de la Facultad de Medicina Celular y Molecular, y por el consorcio Bristol UNCOVER, así como por colaboraciones claves con el catedrático Brett Collins, de la Universidad de Queensland (Brisbane, Australia); el mencionado profesor Teesalu, de la Universidad de Tartu (Estonia); el catedrático Urs Greber, de la Universidad de Zurich (Suiza), y el doctor Peter Horvath, de la Universidad de Szeged (Hungría).

El estudio ha sido financiado por European Research Council, MRC, Wellcome Trust, Lister Institute of Preventive Medicine, Elizabeth Blackwell Institute, y Swiss National Science Foundation.

Más información:

Artículo: `Neuropilin-1 is a host factor for SARS-CoV-2 infection´ Daly, Simonetti, Klein et al en Science

El artículo está disponible en este enlace: https://science.sciencemag.org/lookup/doi/10.1126/science.abd3072

Artículo: `Neuropilin-1 facilitates SARS-CoV-2 cell entry and infectivity´ Cantuti-Castelvetri, Ojha, Pedro et al en Science

El artículo está disponible en este enlace: https://science.sciencemag.org/content/early/2020/10/19/science.abd2985

Vídeo: `Neuropilin-1 drives SARS-CoV-2 infectivity". Acreditacion: Universidad de Bristol.

https://www.youtube.com/watch?v=9JxnRJINn-o&ab_channel=UniversityofBristol