El mecanismo descubrió cómo el coronavirus secuestra la célula
Un punto de partida para el desarrollo de vacunas y medicamentos
Investigadores del ETH Zurich y de la Universidad de Berna han descubierto un mecanismo por el cual el virus de la corona manipula las células humanas para asegurar su propia replicación. Este conocimiento ayudará a desarrollar drogas y vacunas contra el virus de la corona.
La proteína del virus NSP1 (roja) se une al ribosoma (blanca y azul) y así inhibe la producción de proteínas celulares.
ETH Zürich / Nenad Ban
Al igual que un pirata que secuestra un barco, un virus toma el control de una célula infectada porque cada virus depende de los recursos y las máquinas moleculares de la célula para multiplicarse. Esto también se aplica al SARS-CoV-2, el agente causante de la pandemia COVID-19. Investigadores del ETH Zurich y de la Universidad de Berna han descubierto ahora un mecanismo que el corona virus utiliza para favorecer la producción de sus proteínas sobre las propias de la célula. Este mecanismo hace que las células reduzcan en gran medida la producción de sus propias proteínas, y en su lugar produzcan casi sólo proteínas virales. Esto no sólo impulsa la producción de nuevos virus, sino que también inhibe la respuesta inmune contra la infección de la corona.
Después de que el virus haya entrado en una célula humana durante una infección de SARS-CoV-2, la proteína viral NSP1 se produce como una de las primeras proteínas virales. Ya se sabía por otros virus corona que la NSP1 inhibe la producción de las propias proteínas de la célula, pero aún no estaba claro cómo ocurre esto. Los grupos colaboradores del ETH Zurich y la Universidad de Berna han descubierto ahora cómo la NSP1 inhibe la producción de la proteína celular. Este trabajo aparece ahora en la prensa y complementa los resultados obtenidos independientemente sobre un tema relacionado que fueron publicados recientemente por un equipo de investigación en Alemania.
Un punto de partida para el desarrollo de vacunas y medicamentos
Los ribosomas son las máquinas celulares que producen proteínas. Leen el plano, el llamado ARN mensajero, para una proteína dada y ensamblan los aminoácidos en el orden correspondiente. Durante la lectura, el ARN mensajero pasa por un canal en el ribosoma. Los investigadores pudieron demostrar que el NSP1 se une a este canal y por lo tanto bloquea el ribosoma. Usando microscopía crioelectrónica, el sitio de unión de la NSP1 en el canal del ribosoma podría ser dilucidado a resolución atómica. "Esta imagen detallada proporciona información importante para el diseño potencial de una droga que pueda prevenir la unión de la NSP1 sin interferir con la función ribosómica. Si la NSP1 ya no puede interactuar con el ribosoma, esto permite la activación de los sistemas de defensa celular que pueden detener la replicación viral", explica Nenad Ban, Profesor de Biología Molecular en el ETH Zurich y coautor del estudio.
Utilizando experimentos bioquímicos y celulares, los investigadores pudieron demostrar que el NSP1 por sí solo es suficiente para inhibir la producción de proteínas. Basándose en el cuadro detallado del modo de unión de la NSP1, los investigadores pudieron producir variantes modificadas de la NSP1 que han perdido su efecto inhibidor. Es probable que los virus del SARS-CoV-2 con variantes tan inactivas de la proteína NSP1 se vean atenuados que ya no puedan causar enfermedades graves. Esos virus atenuados pueden utilizarse potencialmente como vacuna, principio en el que ya se basan muchas otras vacunaciones contra enfermedades virales.
Los investigadores también se interesaron por la cuestión de por qué las proteínas virales se producen en grandes cantidades a pesar de la inhibición de la función ribosómica por la NSP1. Descubrieron que el ARN viral tiene propiedades únicas por las que es leído muy eficientemente por los ribosomas en comparación con los ARN mensajeros celulares. "Al bloquear los ribosomas por la NSP1, los ribosomas funcionales se vuelven escasos y al mismo tiempo el ARN viral puede constituir casi la mitad del ARN total de la célula. En estas condiciones, el ARN viral se lee preferentemente de los ribosomas aún funcionales en comparación con el ARN mensajero propio de la célula", explica Oliver Mühlemann, profesor de bioquímica de la Universidad de Berna y coautor del estudio.
Proyecto de investigación en tiempo récord
Sólo han pasado unos pocos meses desde el inicio del proyecto de investigación hasta su publicación. "La experiencia complementaria de los investigadores involucrados permitió un progreso muy rápido y eficiente en este proyecto", dice Oliver Mühlemann. Los tres grupos de investigación participantes forman parte del Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) ARN & Enfermedad, que está financiado por la Fundación Nacional Suiza para la Ciencia, así como por la Universidad de Berna y el ETH de Zúrich. Los tres grupos de investigación continuarán colaborando estrechamente para obtener más información sobre la forma en que el SARS-CoV-2 manipula la célula a su favor.
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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