El péptido está inspirado en la proteína ACE2, a la cual se conecta el virus del COVID-19 para viabilizar la infección. Estos resultados señalan el camino hacia el desarrollo de nuevos medicamentos antivirales.
Científicos de la Universidad de Sao Paulo (USP), en Brasil, sintetizaron un péptido inspirado en el receptor natural del virus SARS-CoV-2 en las células humanas, la proteína ACE2. Dicha molécula se mostró capaz de proteger a las células pulmonares humanas contra la infección en las pruebas in vitro. Asimismo, sirvió para tratar la inflamación que causa el virus en ratones susceptibles al COVID-19.
Estos resultados se publicaron en la revista Antiviral Research, y señalan un posible camino hacia el diseño de medicamentos más eficaces del tipo de los bloqueadores antivirales, contra esta enfermedad que ya ha matado a más de 700.000 brasileños.
Tal como lo recuerdan sus autores en el artículo, el virus SARS-CoV-2 conecta a su proteína spike (S) con la proteína ACE2 situada en la superficie de las células humanas para invadirlas.
“El momento de la infección ocurre como si se tratase del encastre entre una llave y una cerradura”, compara Geraldo Aleixo Passos, docente del Departamento de Biología Básica y Oral de la Facultad de Odontología de Ribeirao Preto (Forp-USP) y uno de los coordinadores de la investigación. “La ‘llave’ sería la proteína spike del virus, y la cerradura el receptor ACE2 de las células humanas. Los ‘dientes’ de la llave, es decir, los residuos de aminoácidos de la proteína spike, se complementan con “la combinación de la cerradura’, los aminoácidos ACE2”. Los residuos de aminoácidos de la proteína spike y la ACE2 entran en interacción y esto “abre la puerta” para que el virus infecte a las células humanas.
Cuanto mejor sea esta interacción, mayor será el potencial de infección del virus: éste es incluso el factor que volvió a la variante B.1.1.7 del SARS-CoV-2 mucho más contagiosa, tal como quedó demostrado en un artículo del mismo grupo de investigadores publicado en 2021 en la plataforma bioRxiv (lea más en: agencia.fapesp.br/35032).
En este nuevo estudio, financiado por la FAPESP (proyectos 17/10780-4 y 19/02418-9), los científicos investigaron maneras de bloquear la unión de spike con ACE2, y así proteger a las células humanas contra la infección. Para ello diseñaron un péptido mimético (similar) al receptor ACE2 mediante el empleo de programas de bioinformática de proteínas, y pusieron a prueba modificaciones en sus residuos de aminoácidos: en la analogía que efectúa Aleixo Passos, los científicos intervinieron en “la combinación de la cerradura”.
Durante este proceso, descubrieron que algunas partes específicas del receptor ACE2 –más específicamente, los residuos de aminoácidos F28, K31, F32, F40 y Y41 presentes en la hélice α1, una de las estructuras secundarias de esta proteína– son cruciales en dicha interacción.
Experimentos in vitro utilizando células pulmonares humanas en cultivo e in vivo con ratones susceptibles al virus confirmaron que el péptido sintético fue capaz no solamente de controlar la infección, sino también de tratar a los animales que habían sido previamente infectados, haciendo que la inflamación pulmonar causada por la COVID-19 disminuyese ostensiblemente.
“Logramos ‘engañar’ al virus al darle una parte del receptor ACE2 libre [el péptido sintético], que al interactuar con la spike antes de que esa proteína se uniese a la superficie de las células obstruyó su entrada. Al estudiar las bases estructurales del reconocimiento del receptor ACE2 por el SARS-CoV-2, elaboramos una barrera molecular contra el virus”, explica Aleixo Passos.
Un tratamiento para las personas inmunosuprimidas
“El COVID-19 fue controlado mediante la vacunación masiva, lo que hizo caer drásticamente la cantidad de infecciones y muertes; por ende, ésta es la mejor opción para evitar que la enfermedad se propague en las poblaciones. Pero el virus SARS-CoV-2 aún está circulando e infectando a miles de personas en el mundo. Asimismo, el virus circulante puede sufrir nuevas mutaciones. Estudios sobre su evolución indican que la perspectiva de nuevas epidemias o incluso de una pandemia como la causada por la cepa original de Wuhan y los linajes subsiguientes es plausible, y precisamente por eso los científicos deben seguir investigando el tema”, considera Aleixo Passos.
De acuerdo con el investigador, un producto como el péptido identificado en este estudio, que no depende del sistema inmunológico para operar, podrá diseñarse específicamente para cada nueva variante. Como posee acción rápida, pues funciona como un escudo molecular, puede ser eficaz para frenar virus en un corto lapso de tiempo, especialmente en pacientes imunosuprimidos o niños con inmunodeficiencias y baja respuesta inmunológica a las vacunas… (Agencia FAPESP).