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Una investigación apunta a que mutaciones del coronavirus aceleradas por enzimas combaten virus en células humanas

La aparición relativamente rápida de múltiples variantes del virus Covid-19 ha desconcertado a los investigadores porque la mayoría de los coronavirus no mutan ni evolucionan tan rápido.

Investigadores han encontrado la primera evidencia experimental que explica por qué el virus Covid-19 produce variantes, como delta y omicron, tan rápidamente. Los hallazgos, publicados ´Scientific Reports´, podrían ayudar a los científicos a predecir la aparición de nuevas cepas de coronavirus y posiblemente incluso producir vacunas antes de que lleguen ...

Investigadores han encontrado la primera evidencia experimental que explica por qué el virus Covid-19 produce variantes, como delta y omicron, tan rápidamente. Los hallazgos, publicados ´Scientific Reports´, podrían ayudar a los científicos a predecir la aparición de nuevas cepas de coronavirus y posiblemente incluso producir vacunas antes de que lleguen esas cepas.

La aparición relativamente rápida de múltiples variantes del virus Covid-19 ha desconcertado a los investigadores porque la mayoría de los coronavirus no mutan ni evolucionan tan rápido. Esto se debe a que poseen un mecanismo de "corrección de pruebas" incorporado para evitar mutaciones a medida que hacen copias de sí mismos mientras crecen y se multiplican en las células.

Pero los científicos de la USC descubrieron la estrategia del virus Covid-19 para eludir la revisión: secuestra enzimas dentro de las células humanas que normalmente se defienden contra las infecciones virales, usando esas enzimas para alterar su genoma y crear variantes.

Según el investigador principal Xiaojiang Chen, profesor de ciencias biológicas y química en la Facultad de Letras, Artes y Ciencias Dornsife de la USC en California (EEUU), los hallazgos podrían resultar vitales para frenar la pandemia al ayudar a prevenir nuevas oleadas de infecciones causadas por nuevas variantes.

"Las nuevas cepas pueden volverse cada vez más contagiosas y evadir la protección de la vacuna existente. Predecir nuevas variantes y preparar vacunas efectivas con anticipación podría detener las nuevas variantes antes de que se propaguen", señala el investigador.

El mejor ataque es una buena defensa

Chen y el equipo de la USC infectaron células humanas con el coronavirus en el laboratorio y luego estudiaron los cambios en el genoma del virus a medida que se multiplicaba, haciendo copias de sí mismo, dentro de las células. La secuencia del código genético del virus, que se compone del primo cercano del ADN, el ARN, usa cuatro letras para identificar los nucleótidos componentes: A, C, G, U.

Durante su análisis, Chen y el equipo notaron un patrón interesante: surgieron muchas mutaciones a medida que el virus se replicó fue causado por el cambio de un nucleótido particular en el código a otro: la letra ´C´ cambió a ´U´. La alta frecuencia de mutaciones C-a-U los apuntó hacia un grupo de enzimas que las células suelen usar para defenderse de los virus.

Llamadas APOBEC, las enzimas convierten Cs en el genoma del virus a Us con el objetivo de causar mutaciones fatales. Pero Chen y el equipo descubrieron que para el virus Covid-19 que crece en las células humanas, las mutaciones de ´C´ a ´U´ no solo no son fatales, sino que en realidad benefician al virus al proporcionar una forma para que el virus mute, evolucione y se desarrolle. nuevas cepas más rápido de lo esperado.

"Hemos proporcionado la primera evidencia experimental de que nuestras propias enzimas pueden ayudar al virus Covid-19 a mutar rápidamente. De alguna manera, el virus aprendió a cambiar las tornas de estas enzimas APOBEC anfitrionas para su evolución y aptitud", añade Chen.

Afortunadamente para los investigadores que buscan superar el Covid-19, toda buena ofensa tiene su debilidad. En este caso, las mutaciones creadas por las enzimas APOBEC no son aleatorias: convierten ´C´ en ´U´ en lugares específicos de la secuencia genética donde U o A están justo delante de C (como ´UC´ o ´AC´).

Con esta información, los científicos pueden buscar cada ´UC´ y ´AC´ en el genoma del virus Covid-19 y, utilizando poderosos métodos computacionales y experimentales, predecir y probar qué sucederá si alguno de ellos cambia a ´U´. Esto puede ayudarlos a predecir qué nuevas variantes de Covid-19 podrían surgir y sugerir cómo actualizar las vacunas para que protejan contra cualquier nueva variante que pueda propagarse.

Chen y el equipo pretenden hacer exactamente eso, estudiando qué efectos potenciales podrían tener las mutaciones C-to-U causadas por las enzimas APOBEC en el ciclo de vida del virus Covid-19 y su capacidad para propagarse y causar enfermedades. Con el tiempo, esta información puede ayudar a los científicos a producir nuevos medicamentos y vacunas para vencer las cepas del virus Covid-19 resistentes a los medicamentos y que evaden las vacunas.

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