¿Qué sucede exactamente cuando el virus corona SARS-CoV-2 infecta una célula? En un artículo publicado en Naturaleza , un equipo de la Universidad Técnica de Munich (TUM) y el Instituto Max Planck de Bioquímica presenta un panorama completo del proceso de infección viral. Por primera vez, la interacción entre el coronavirus y una célula se documenta en cinco niveles proteómicos distintos durante la infección viral. Este conocimiento ayudará a comprender mejor el virus y a encontrar posibles puntos de partida para las terapias.

Cuando un virus ingresa 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. Un equipo dirigido por Andreas Pichlmair, Profesor de Inmunopatología de Infecciones Virales en el Instituto de Virología de TUM, y Matthias Mann, Jefe del Departamento de Proteómica y Transducción de Señales del Instituto de Bioquímica Max Planck, ha registrado sistemáticamente cómo las células pulmonares humanas reaccionan a las proteínas individuales del patógeno COVID-19 SARS-CoV-2 y el coronavirus del SARS, el último de los cuales se conoce desde hace algún tiempo.

Un mapa de interacción detallado

Para tal fin, Se analizaron más de 1200 muestras utilizando técnicas de espectrometría de masas de última generación y métodos bioinformáticos avanzados. El resultado es un conjunto de datos de libre acceso que proporciona información sobre a qué proteínas celulares se unen las proteínas virales y los efectos de estas interacciones en la célula. En total, Se descubrieron 1484 interacciones entre proteínas virales y proteínas celulares humanas. "Si solo hubiéramos analizado las proteínas, sin embargo, nos hubiéramos perdido información importante, "dice Andreas Pichlmair." Una base de datos que solo incluye el proteoma sería como un mapa que contiene solo los nombres de los lugares, pero no carreteras ni ríos. Si supiera de las conexiones entre los puntos de ese mapa, podría obtener mucha más información útil ".

Según Pichlmair, contrapartes importantes de la red de rutas de tráfico en un mapa son las modificaciones de proteínas llamadas fosforilación y ubiquitinación. Ambos son procesos en los que otras moléculas se unen a proteínas, alterando así sus funciones. En una lista de proteínas, estos cambios no se miden, para que no haya forma de saber si las proteínas están activas o inactivas, por ejemplo. "A través de nuestras investigaciones, asignamos funciones sistemáticamente a los componentes individuales del patógeno, además de las moléculas celulares que son apagadas por el virus, "explica Pichlmair." Hasta ahora no ha habido un mapeo comparable para el SARS-CoV-2, "agrega Matthias Mann." En cierto sentido, hemos examinado de cerca cinco dimensiones del virus durante una infección:sus propias proteínas activas y sus efectos sobre el proteoma del huésped, ubiquitinoma, fosfoproteoma y transcriptoma ".

Información sobre cómo funciona el virus

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, los científicos concluyeron que ciertos compuestos inhibirían el crecimiento del SARS-CoV-2. Entre ellos se encontraban algunos cuya función antiviral es conocida, pero también algunos compuestos cuya eficacia aún no se ha estudiado contra el SARS-CoV-2. Se necesitan más estudios para determinar si muestran eficacia en uso clínico contra COVID-19.

"En la actualidad, estamos trabajando en nuevos candidatos a fármacos anti COVID-19, que hemos podido identificar a través de nuestros análisis, ", dice Andreas Pichlmair." También estamos desarrollando un sistema de puntuación para la identificación automatizada de puntos críticos. Estoy convencido de que los conjuntos de datos detallados y los métodos de análisis avanzados nos permitirán desarrollar fármacos eficaces de una manera más específica en el futuro y limitar los efectos secundarios por adelantado ".