La clave para entender Corona: El virus sólo necesita un abridor de puertas
La microscopía de superresolución dejó claro
¿Por qué el coronavirus SARS-CoV-2 es capaz de propagarse con tanta eficacia? En la comunidad científica siguen circulando diversas hipótesis. Un grupo de investigadores de Würzburg ha encontrado ahora respuestas revolucionarias.
En Europa, la pandemia desencadenada en 2020 por el coronavirus SARS-CoV-2 está ahora en gran medida bajo control. Pero sigue sin estar claro por qué este virus es capaz de propagarse con tanta eficacia. Un equipo de investigadores dirigido por la Dra. Simone Backes, el Dr. Gerti Beliu y el Prof. Dr. Markus Sauer de la Universidad Julius Maximilians de Würzburg (JMU) ha demostrado ahora en una publicación en "Angewandte Chemie" que es necesario reconsiderar algunos supuestos previos.
Por ejemplo, el virus no se une con varias proteínas de superficie simultáneamente a varios receptores de la célula a infectar. Esta suposición ha sido anteriormente un intento de explicar cómo los virus aumentan su infectividad. La unión a un único receptor tampoco conduce al posterior acoplamiento de más receptores al virus. El grupo de investigación de Würzburg ha aportado ahora pruebas de que un solo virus se une a un solo receptor, lo que abre la puerta a una infección muy eficaz.
Lo que sólo podía especularse
El SARS-CoV-2 lleva una media de 20 a 40 proteínas de espiga en su superficie. Con ellas, se une a receptores ACE2 en la membrana de sus células diana, por ejemplo en la nariz y la garganta de los humanos. Cuando estos receptores se bloquean con anticuerpos, la célula ya no puede infectarse. "Esto sugiere que la unión del virus al receptor ACE2 es el paso decisivo en la infección", explica Sauer.
Hasta ahora no había sido posible hacer visibles microscópicamente los receptores ACE2 y su interacción con las proteínas virales de la espiga. Por lo tanto, mucho se dejó a la especulación - como si los virus se unen a múltiples receptores con múltiples picos para facilitar la entrada en la célula.
También se consideró que los receptores están presentes en la membrana en pares o grupos de tres más bien, para que puedan unirse más eficazmente a las proteínas de espiga triméricas. O que sólo se combinan en tales grupos después de unirse a una proteína espiga. Ambas cosas dependen en gran medida de la densidad de los receptores ACE2 en la membrana.
La microscopía de superresolución lo aclaró
Los investigadores de Würzburg querían dilucidar este misterio: Marcaron anticuerpos con colorantes para hacer visibles y contables los receptores. Para ello, utilizaron varias líneas celulares que se emplean como sistemas modelo para la infección por SARS-CoV, y el método de microscopía de superresolución sensible a una sola molécula dSTORM, desarrollado en el grupo de investigación de Markus Sauer.
Resultó que las células Vero, por ejemplo, que suelen utilizarse como modelo para la infección por el SARS-CoV-2, sólo tienen de uno a dos receptores ACE2 por micrómetro cuadrado de membrana celular. Esto es muy poco: "En otros receptores de membrana, este número suele oscilar entre 30 y 80", añadió Sauer.
"La distancia media entre receptores ACE2 vecinos es de unos 500 nanómetros. Por tanto, es mucho mayor que una partícula de virus, que mide sólo 100 nanómetros", afirma Backes. Por tanto, la idea de que una partícula de virus con múltiples proteínas de espiga pueda unirse a varios receptores simultáneamente es muy improbable, añade.
Los receptores ACE2 son siempre únicos
La siguiente pregunta abierta: ¿Están los receptores también presentes como pares o grupos de tres en la membrana? "No. Sólo se presentan allí de forma individual. Y permanecen así incluso cuando una proteína viral de pico se ha unido a ellos", dice Beliu, jefe de grupo en el Centro Rudolf Virchow. Para que se produzca una infección, basta con que una sola espiga se una a un único receptor".
Con estos resultados, el equipo de la JMU pudo refutar muchas de las hipótesis originales sobre la interacción de las partículas víricas con múltiples receptores ACE2. También demostró que las células huésped con mayor expresión de ACE2 son más fáciles de infectar, como era de esperar. Sin embargo, la composición lipídica de la membrana y otros factores también influyen en la eficacia de la infección.
¿Y ahora qué?
El equipo de la JMU quiere reunir todos los datos posibles sobre el mecanismo de entrada de los coronavirus en las células para comprender mejor el proceso de infección. En última instancia, esto podría contribuir a una mejor prevención y al desarrollo de mejores fármacos contra el COVID-19. A continuación, los investigadores de Würzburg quieren analizar el mecanismo de entrada con microscopía de lámina de luz de alta resolución.
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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