Un estudio del equipo de la científica de EE.UU., Jennifer Doudna, Premio Nobel de Química, encontró que una variación poco conocida, que no está en la proteína de pico, aumenta su capacidad de replicarse.
La variante Delta del coronavirus es altamente contagiosa. Es casi 2 veces más contagiosa que la cepa original del virus que se detectó en China y las otras variantes de interés o de preocupación. Fue detectada en la India en octubre del año pasado y se propagó por el mundo a través de los viajes de las personas que se infectaron. Ya en agosto de este año la variante Delta estaba en 163 países, y se investiga qué hace que se propague tan rápidamente.
La científica Jennifer Doudna, ganadora del Premio Nobel de Química 2020 junto con Emmanuelle Charpentier por el desarrollo de un método para edición genética, se puso a buscar una respuesta para comprender qué pasaba con la variante Delta. Con su equipo, Doudna, que trabaja en la Universidad de California en Berkeley, Estados Unidos, desarrolló una estrategia de laboratorio que permite estudiar de forma rápida y segura los efectos de las mutaciones en las variantes del coronavirus.
Encontró que una mutación poco notoria dentro de la variante Delta permite al coronavirus introducir más de su código genético en las células huésped. Así se aumentando las posibilidades de que cada célula infectada propague el virus a otra célula. El estudio que hizo Doudna se publicó en la revista Science, y aportó una poderosa herramienta tanto para entender las variantes actuales del coronavirus como para explorar cómo las futuras variantes podrían afectar la evolución de la pandemia.
Hasta ahora, los investigadores de diferentes laboratorios del mundo analizaban las mutaciones en el genoma del coronavirus. Se han concentrado en la proteína Espiga, que le permite al virus invadir las células humanas. Esto se debe en parte a que para trabajar con el virus y hacer estudios se requiere instalaciones de bioseguridad de alto nivel. Por eso, para sondear las mutaciones individuales, se usan lo que se llama un “pseudovirus”, que es una construcción hecha a partir de un virus diferente, a menudo un lentivirus, que puede expresar una proteína del coronavirus en su superficie. Sin embargo, los lentivirus sólo expresan la proteína Espiga. No expresan las otras tres proteínas estructurales del coronavirus.
Lo que ahora logró la doctora Doudna y su equipo fue una nueva herramienta: modifican las construcciones de laboratorio llamadas “partículas similares al virus (VLP)”, que contienen todas las proteínas estructurales del virus pero carecen de su genoma. Desde el exterior, una de esas partículas tiene el mismo aspecto que el virus completo. Puede unirse a las células en el laboratorio e invadirlas. Pero como está desprovista del genoma de ARN del virus, no puede secuestrar la maquinaria de una célula para replicarse y salir de la célula huésped para infectar más células. De esta manera, el virus no se puede propagar en el laboratorio.
El equipo de Doudna, que incluyó a Melanie Ott, viróloga y directora del Instituto Gladstone de Virología, sumaron una innovación al sistema de la partícula VLP. Insertaron un fragmento de ARN mensajero que hace que las células invadidas por las partículas se iluminen y brillen. Cuanto más brillen las células después de haber sido infectadas con las partículas similares al virus, significa que más ARN habrán entregado.
Después, las investigadoras modificaron las proteínas de las partículas con varias mutaciones. Una de ellas fue la R203M, una mutación encontrada en Delta que altera la nucleocápside (N), que es una proteína escondida dentro del virus que empaqueta su genoma de ARN. Esa proteína desempeña un rol central en la replicación viral.
Encontraron que de acuerdo con la intensidad del brillo de las partículas similares a virus, “un único cambio de aminoácido encontrado en la proteína de la nucleocápside de Delta sobrecargó las partículas con 10 veces más ARN mensajero en comparación con el virus original”, según contó Doudna. Las células infectadas con partículas similares a virus que llevan mutaciones N encontradas en las variantes Alfa y Gamma brillaron 7,5 y 4,2 veces más, respectivamente.
A continuación, el equipo de científicos probaron un coronavirus real diseñado para incluir la mutación R203M, en condiciones adecuadas de bioseguridad en el laboratorio. Tras invadir células pulmonares en el laboratorio, el virus mutado produjo 51 veces más virus infeccioso que una cepa original del coronavirus.
“Esta mutación encontrada en Delta hace que el virus sea más eficaz a la hora de producir partículas infecciosas y, por ello, se propaga más rápidamente”, afirmó Abdullah Syed, ingeniero biomédico del Instituto Gladstone de Ciencia de Datos y Biotecnología, y uno de los primeros autores del artículo.
Los investigadores intentan ahora comprender cómo la mutación R203M de Delta y otras en la proteína N mejoran el ensamblaje de las partículas virales y su entrega de ARN mensajero a las células huésped. Para eso, estudiarán si está implicada una proteína del huésped. Si se confirmara, se podría desarrollar un fármaco para detener la propagación de Delta.
Consultado por Infobae, el investigador en virología del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria y miembro del Proyecto País, el consorcio de vigilancia genómica del coronavirus en Argentina, el biólogo Humberto Debat, comentó: “El nuevo trabajo de la doctora Doudna y su equipo es excepcional y elegante. Han generado una nueva herramienta para el estudio del coronavirus que causa la pandemia actual y se podría aplicar a otros virus. Es extremadamente eficiente, práctica y segura. Permitirá que ahora se puedan estudiar los virus en laboratorios de biología molecular comunes y no solo en los que tienen nivel de bioseguridad 3, donde hay normas que cumplir para limitar el riesgo de contagios″.
El investigador argentino señaló que el equipo de Doudna se centró en las cuatro proteínas estructurales del coronavirus. “El trabajo es trascendental porque antes se usaban los pseudovirus en los laboratorios para estudiar la proteína Espiga del virus. Pero la limitante era que no se podía estudiar qué pasaba en otras proteínas del virus. La contribución de Doudna es generar una herramienta y además encontrar que hay mutaciones en esas otras proteínas que ayudan a que las variantes sean más transmisibles. Gracias a este trabajo ahora la comunidad científica internacional tiene una herramienta para testear nuevas mutaciones y su infectividad, entre otros procesos que son muy difíciles de estudiar in vitro. Estamos sorprendidos por los resultados que han tenido. Se podría usar en el desarrollo de medicamentos antivirales”.
