La cepa viral original del SARS-CoV-2 que surgió a principios de 2020 pudo adherirse a los azúcares conocidos como ácidos siálicos, que se encuentran en la superficie de las células humanas, una capacidad que las cepas posteriores no conservaron.

Esta unión se encontró utilizando una combinación de resonancia magnética e imágenes de alta resolución extremadamente precisas, realizada en el Instituto Rosalind Franklin y la Universidad de Oxford, y publicada en la revista Science esta semana.

Esta capacidad única en la cepa temprana también plantea la posibilidad de que así sea como el virus se transfirió por primera vez de animales a humanos.

Las variantes posteriores de preocupación, como Delta y Omicron, no tienen esta capacidad de agarrar ácido siálico y dependen de los receptores en sus puntas de la corona para unirse a las proteínas llamadas ACE2 en las células humanas.

Un equipo internacional dirigido por científicos del Instituto Rosalind Franklin utilizó resonancia magnética y técnicas de imagen complejas para investigar más a fondo. Usando una técnica de espectroscopia de resonancia magnética nuclear (NMR) llamada diferencia de transferencia de saturación, desarrollaron un método de análisis nuevo y sofisticado para abordar el complejo problema. Han llamado a la técnica análisis de transferencia de saturación universal (uSTA).

El profesor Ben Davis del Instituto Rosalind Franklin y la Universidad de Oxford, uno de los autores principales del artículo, dijo:"Dos de los misterios en curso de la pandemia de coronavirus son los mecanismos detrás de la transmisión viral y los orígenes del salto zoonótico.

"Existe evidencia de que algunos virus de la influenza pueden agarrar ácido siálico en la superficie de las células huésped humanas, y esto se ha visto en el Síndrome Respiratorio del Medio Oriente (MERS), que es un coronavirus. Aunque las variantes preocupantes del SARS-CoV-2 no han mostrado este mecanismo, nuestra investigación encuentra que la cepa viral que surgió a principios de 2020 podría usar esto como una forma de ingresar a las células humanas".

El mecanismo de unión se encuentra al final del dominio N-terminal, que es una parte del virus que evoluciona más rápidamente. El dominio se ha implicado anteriormente en la unión del ácido siálico, pero hasta que el equipo del Instituto Rosalind Franklin aplicó imágenes y análisis de precisión de alta resolución, esto no se comprobó.

En cuanto a por qué el virus ha descartado la función de unión al azúcar a medida que ha evolucionado hacia nuevas variantes, el profesor Davis plantea la hipótesis de que puede ser necesario para el salto zoonótico inicial de los animales a los humanos, pero que luego puede ocultarse hasta que se requiera nuevamente, particularmente si la característica es ampliamente perjudicial para la misión de replicación e infección del virus dentro de los humanos.

El hallazgo se correlaciona con la evidencia de la primera ola en Italia. El Consorcio Italiano de Genómica vio una correlación entre la gravedad de la enfermedad de COVID-19 y la genética, ya que los pacientes con una mutación genética particular, que afecta el tipo de ácido siálico en las células, estaban subrepresentados en las unidades de cuidados intensivos. Esto sugirió que al virus le resultaba más fácil infectar algunos genotipos que otros.

El profesor James Naismith, director del Instituto Rosalind Franklin, dice:"Con nuestras imágenes de ultra alta precisión y nuestro nuevo método de análisis, podemos ver una estructura previamente desconocida al final del pico de SARS-CoV-2. Lo sorprendente es que nuestro hallazgo se correlaciona con lo que los investigadores italianos observaron en la primera ola, lo que sugiere que este fue un papel clave en la infección temprana.

"La nueva técnica puede ser utilizada por otros para arrojar luz sobre otras estructuras virales y responder preguntas extremadamente detalladas. Este trabajo es un ejemplo de las tecnologías únicas para las que se creó el Instituto Rosalind Franklin". + Explora más

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