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| Foto: Bryce Richter |
La obtención de unas pequeñas y exclusivas proteínas similares a los anticuerpos, conocidas como VNAR, a partir del sistema inmunitario de los tiburones podría ayudar a prevenir el virus COVID-19 y sus variantes.
Aunque los VNAR no estarán disponibles inmediatamente para el tratamiento, pueden ayudar a prepararse para futuros brotes de coronavirus.
Un estudio sobre el VNAR muestra que la proteína puede neutralizar el WIV1-CoV, un coronavirus capaz de infectar células humanas, pero que actualmente solo circula en los murciélagos.
El desarrollo de tratamientos para estos virus transmitidos por animales podría resultar prometedor si ese virus se transmite a las personas.
Aaron LeBeau, profesor de patología de la Universidad de Wisconsin-Madison que ayudó a dirigir el estudio, dijo: "El gran problema es que hay varios coronavirus que están a punto de aparecer en los humanos. Lo que estamos haciendo es preparar un arsenal terapéutico de VNAR de tiburón que podría utilizarse en el futuro para los brotes de SARS. Es una especie de seguro contra el futuro".
LeBeau y su laboratorio de la Facultad de Medicina y Salud Pública colaboraron con investigadores de la Universidad de Minnesota y con Elasmogen, una empresa biomédica de Escocia que desarrolla VNAR terapéuticos.
Los científicos obtuvieron los VNAR de las grandes bibliotecas de VNAR sintéticos de Elasmogen para su estudio. Los VNAR de tiburón, cuyo tamaño es una décima parte del de los anticuerpos humanos, pueden unirse a las proteínas infecciosas de un modo único que refuerza su capacidad para detener la infección.
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| Foto: Bryce Richter |
Según LeBeau, "estas pequeñas proteínas similares a los anticuerpos pueden entrar en recovecos a los que los anticuerpos humanos no pueden acceder. Pueden formar estas geometrías únicas. Esto les permite reconocer estructuras en las proteínas que nuestros anticuerpos humanos no pueden".
Los científicos probaron el VNAR tanto contra el SARS-CoV-2 infeccioso como contra un pseudotipo. Este pseudotipo es una versión del virus que no puede replicarse en las células.
Los tres VNAR candidatos fueron eficaces para impedir que el virus infectara las células. Los tres VNAR de tiburón también fueron eficaces contra el SARS-CoV-1, que causó el primer brote de SARS en 2003.
Uno de los VNAR, denominado 3B4, se adhiere firmemente a un surco de la proteína viral de la espiga cerca de la que el virus se une a las células humanas y parece bloquear este proceso de adhesión. Este surco es muy similar entre coronavirus genéticamente diversos, lo que permite al 3B4 neutralizar eficazmente el virus MERS, un primo lejano de los virus del SARS.
La capacidad de unirse a regiones tan conservadas entre diversos coronavirus hace del 3B4 un candidato atractivo para luchar contra los virus que aún no han infectado a las personas.
Según LeBeau, "el sitio de unión del 3B4 tampoco se ha modificado en variaciones importantes del SARS-CoV-2, como la variante delta". Esta investigación se llevó a cabo antes de que se descubriera la variante omicron, pero los modelos iniciales sugieren que el VNAR seguiría siendo eficaz contra esta nueva versión."
Caroline Barelle, directora general de Elasmogen, dijo: "El segundo VNAR de tiburón más potente, el 2C02, parece bloquear la proteína de la espiga en una forma inactiva. Sin embargo, el sitio de unión de este VNAR está alterado en algunas variantes del SARS-CoV-2, lo que probablemente disminuye su potencia".
"Lo emocionante es que estas nuevas moléculas farmacológicas potenciales contra el SARS-CoV-2 difieren en su mecanismo de acción en comparación con otros biológicos y anticuerpos dirigidos a este virus. Es otro gran ejemplo de cómo Elasmogen puede suministrar eficazmente potentes moléculas terapéuticas."
Las terapias futuras incluirían probablemente un cóctel de múltiples VNAR de tiburón para maximizar su eficacia contra virus diversos y mutantes.
Las terapias futuras incluirán probablemente un cóctel de múltiples VNAR de tiburón para maximizar su eficacia contra virus diversos y mutantes. Esta nueva clase de fármacos es más barata y fácil de fabricar que los anticuerpos humanos y puede introducirse en el organismo por varias vías, pero aún no se ha probado en humanos.
Fuentes, créditos y referencias:
Obinna C. Ubah, Eric W. Lake, Gihan S. Gunaratne, Joseph P. Gallant, Marie Fernie, Austin J. Robertson, Jonathan S. Marchant, Tyler D. Bold, Ryan A. Langlois, William E. Matchett, Joshua M. Thiede, Ke Shi, Lulu Yin, Nicholas H. Moeller, Surajit Banerjee, Laura Ferguson, Marina Kovaleva, Andrew J. Porter, Hideki Aihara, Aaron M. LeBeau, Caroline J. Barelle. Mechanisms of SARS-CoV-2 neutralization by shark variable new antigen receptors elucidated through X-ray crystallography. Nature Communications, 2021; 12 (1) DOI: 10.1038/s41467-021-27611-y
Fuente: Universidad de Wisconsin-Madison