La pandemia por coronavirus ha finalizado, oficialmente, con un saldo de millones de muertes en todo el mundo, pero los científicos siguen trabajando para entender cómo el SARS-CoV-2, que causa Covid-19, infecta y reprograma las células de los humanos, ahora con la ayuda de la mosca de la fruta (Drosophila melanogaster).
En la Universidad de California, en San Diego (EE UU), un equipo interdisciplinar de científicos y clínicos detallan, en un estudio experimental que difunde Cell Reports, sus investigaciones para bloquear los mecanismos por los cuales el virus reprograma nuestras células y las obliga a producir más partículas virales.
El objetivo es aceptado por la comunidad científica: se necesitan innovaciones urgentes que conduzcan al desarrollo de nuevas terapias, ya que virólogos e inmunólogos, entre otros especialistas biomédicos, predicen que futuros virus mortales y pandemias pueden surgir nuevamente de la familia de los coronavirus.
Una estrategia para combatirlos es bloquear los mecanismos por los cuales el virus reprograma nuestras células y las obliga a producir más partículas virales. Pero, hasta ahora, diversos estudios han identificado cerca de un millar de proteínas humanas que tienen el potencial de unirse a las proteínas virales.
El desafío para los investigadores es identificar cuáles de las muchas posibles interacciones son más relevantes para la infección.
Fruto de una colaboración multidisciplinar han desarrollado un conjunto de herramientas en moscas de la fruta (Drosophila melanogaster), viejas conocidas de los laboratorios de investigación en todo el mundo.
El nuevo Drosophila COVID Resource (DCR) proporciona un atajo para evaluar los genes clave del SARS-CoV-2 y comprender cómo interactúan con las proteínas humanas candidatas en enfermos de Covid-19.
Moscas ‘Drosophila’ con Covid-19
Para el profesor Ethan Bier, uno de los directores del trabajo, “una característica definitoria de los virus es su capacidad para evolucionar rápidamente, que ha demostrado ser particularmente desafiante para controlar SARS-CoV-2. Prevemos que este nuevo recurso ofrecerá a los investigadores la capacidad de evaluar rápidamente los efectos funcionales de los factores producidos por este patógeno único en un siglo, así como futuras variantes naturales”.
Los investigadores diseñaron el DCR como un sistema versátil. Cuenta con una variedad de líneas de moscas de la fruta que producen cada una de las 29 proteínas SARS-CoV-2 conocidas y más de 230 de sus objetivos humanos clave. El recurso también ofrece más de 300 cepas de moscas, para analizar la función de los objetivos virales humanos.
“Al aprovechar las poderosas herramientas génicas disponibles en el sistema modelo de la mosca de la fruta –continúa Bier- , hemos creado una gran colección de reactivos que estarán disponibles gratuitamente para todos los investigadores. Esperamos que estas herramientas ayuden en el análisis global sistemático de las interacciones in vivo entre el SARS-CoV-2 y las células humanas a nivel molecular, tisular y de órganos”.
Mientras probaban y analizaban el potencial de la DCR, los investigadores encontraron que nueve de cada diez proteínas del SARS-CoV-2, conocidas como proteínas no estructurales (NSP) que expresaron en las Drosophilas, dieron como resultado defectos en las alas de las moscas adultas.
Estos defectos pueden servir como base para comprender cómo las proteínas virales afectan a las proteínas del huésped, para interrumpir o reorientar los procesos celulares esenciales en beneficio del virus.
Hacia nuevas terapias prometedoras
También hicieron una observación cuando menos curiosa: una de estas proteínas virales, conocida por las siglas NSP8, funciona como una especie de centro, coordinándose con otras NSP de manera que se refuerzan mutuamente.
Comprobaron que NSP8 también interactuó fuertemente con cinco de las 24 proteínas candidatas de unión humana. Y descubrieron que la proteína humana que mostraba las interacciones más fuertes con NSP8 era una enzima conocida como arginiltransferasa 1 (ATE1).
Esta enzima añade el aminoácido arginina a otras proteínas para alterar sus funciones, puntualiza Annabel Guichard, directora del estudio. “Uno de esos objetivos de ATE1 es la actina, una proteína clave del citoesqueleto presente en todas nuestras células. Curiosamente, se formaron estructuras anormales en forma de anillo recubiertas con actina en estas células de mosca que recordaban estructuras similares observadas en células humanas infectadas con el virus SARS-CoV-2”, añade esta investigadora.
Sin embargo, cuando a las moscas se les administró medicamentos que inhibían la actividad de la enzima ATE1 humana, los efectos de NSP8 se redujeron considerablemente, lo que ofreció un camino hacia nuevas terapias prometedoras.
