Un equipo multidisciplinar de investigadores y clínicos alemanes de la Universidad de Munich y del Instituto de Biología Molecular Max Planck han desvelado el análisis de interacciones protéicas del SARS-CoV-2, que causa Covid-19, durante su complicado proceso infeccioso.
La comunidad científica celebra este éxito, que se describe en Nature, y pone el acento en el objetivo de conseguir nuevos y más eficaces fármacos antivirales, gracias a este hallazgo.
Por fin se ha encontrado la respuesta a la pregunta que ha dado la vuelta al mundo en varias ocasiones para saber qué sucede exactamente cuando el SARS-CoV-2 infecta una célula.
Estos investigadores alemanes han conseguido un panorama completo del proceso de infección viral. Por primera vez, la interacción entre el nuevo coronavirus SARS-CoV-2 y una célula se documenta en cinco niveles proteómicos distintos durante el proceso infeccioso viral.
Como se conoce, cuando un virus infecta a una célula, las moléculas de proteínas virales y celulares comienzan a interactuar. Tanto la replicación del virus como la reacción de las células son el resultado de complejas cascadas de señalización de proteínas.
Ahora, el equipo dirigido por el profesor Andreas Pichlmair, especialista en Inmunopatología de Infecciones Virales en el Instituto de Virología de la Universidad de Munich, y por Matthias Mann, jefe del departamento de Proteómica y Transducción de Señales del Instituto Max Planck de Bioquímica, ha registrado sistemáticamente cómo reaccionan las células pulmonares humanas con proteínas individuales del SARS-CoV-2 y también del SARS.
Detallado mapa del proceso infeccioso del SARS-CoV-2
Para ello, estos científicos analizaron más de 1.200 muestras utilizando técnicas de espectrometría de masas de última generación y avanzados métodos bioinformáticos.
El resultado es un conjunto de datos de libre acceso que proporciona información sobre las proteínas celulares que se unen a las proteínas virales y los efectos de estas interacciones en la célula.
En total, descubrieron 1.484 interacciones entre proteínas virales y celulares humanas. “Sin embargo, si solo hubiéramos examinado las proteínas, habríamos perdido información importante”, dice Andreas Pichlmair.
“Una base de datos que solo incluye el proteoma -añade- sería como un mapa que contiene solo los nombres de los lugares, pero sin carreteras ni ríos. Si conociera las conexiones entre los puntos en ese mapa, podría obtener mucha más información útil”.
En su opinión, las contrapartes importantes de la red de rutas de tráfico en un mapa son las modificaciones de proteínas denominadas fosforilación y ubiquitinación. En ambos procesos otras moléculas se unen a las proteínas, alterando así sus funciones.
Cuando se dispone de una lista de proteínas, estos cambios no se miden, por lo que no hay forma de saber si, por ejemplo, están activas o inactivas. “En nuestras investigaciones, asignamos funciones sistemáticamente a los componentes individuales del patógeno, además de las moléculas celulares que son desactivadas por el virus”, subraya Pichlmair.
Por su parte, Matthias Mann enfatiza que, hasta ahora, “no ha habido un mapeo comparable para el SARS-CoV-2. En cierto sentido, hemos analizado de cerca cinco dimensiones del virus durante una infección”.
Objetivo: encontrar nuevos antivirales
Entre otras cosas, la base de datos también puede servir como herramienta para encontrar nuevos medicamentos. Al analizar las interacciones y modificaciones de las proteínas, se pueden identificar los puntos críticos de vulnerabilidad del SARS-CoV-2.
Estas proteínas se unen a socios particularmente importantes en las células y podrían servir como puntos de partida potenciales para terapias.
Por ejemplo, estos científicos concluyen que determinados compuestos inhibirían el crecimiento del SARS-CoV-2. Entre ellos, hay algunos cuya función antiviral es conocida, pero también otros cuya eficacia aún no se ha estudiado contra el nuevo coronavirus.
Aunque son necesarios más estudios para determinar si muestran eficacia en el uso clínico contra Covid-19, este equipo trabaja ahora en conseguir nuevos candidatos a fármacos contra esta enfermedad, “que hemos podido identificar a través de nuestros análisis”, precisa Andreas Pichlmair.
También desarrollan un sistema de puntuación para la identificación automatizada de puntos críticos. Está muy seguro -como se apresura a reconocer- que conjuntos de datos detallados y métodos de análisis avanzados “en un futuro nos permitirán desarrollar fármacos eficaces de una manera más específica y limitar los efectos secundarios por adelantado”.
Desde hace décadas, el área de investigación del profesor Pichlmairs es la interacción entre patógenos virales y sus organismos hospedadores. Los virus activan los mecanismos inmunes innatos, que son importantes para la defensa con éxito contra los patógenos.
El profesor Pichlmair utiliza principalmente espectrometría de masas y técnicas similares de gran escala como fundamento principal para los análisis de sistemas.
Por su parte, Matthias Mann es el investigador alemán más citado con un índice h de más de 200 y más de 200.000 citas (Google Scholar). Es pionero de la proteómica basada en espectrometría de masas y ha realizado contribuciones históricas al desarrollo de la tecnología de ionización por electropulverización.
