Estudio informa de “pistas” para ayudar en diseño de vacunas y terapias contra SARS-CoV-2

El descubrimiento sugiere que puede haber anticuerpos, aún por encontrarse, que pueden neutralizar SARS-CoV-2 y SARS-CoV y tal vez pueden neutralizar en el futuro coronavirus emergentes antes de que puedan causar pandemias.

Un anticuerpo recuperado de un sobreviviente de la epidemia de SARS a principios de la década de 2000 reveló una posible vulnerabilidad del nuevo coronavirus en la raíz de COVID-19, según un estudio de científicos de Scripps Research.

El estudio “A highly conserved cryptic epitope in the receptor-binding domains of SARS-CoV-2 and SARS-CoV“ ¹ , publicado el pasado 3 de abril del 2020 en la revista Science, es el primero en ofrecer información estructural de la interacción de un anticuerpo humano con el nuevo coronavirus a una resolución de escala casi atómica. Aunque el anticuerpo se produjo en respuesta a una infección de SARS (síndrome respiratorio agudo severo), que es causado por el virus SARS-CoV, reacciona de forma cruzada con el nuevo coronavirus, SARS-CoV-2.

La información estructural reveló un sitio casi idéntico en ambos coronavirus al que se une el anticuerpo, lo que sugiere un sitio funcionalmente importante y vulnerable para esta familia de coronavirus.

“El conocimiento de sitios conservados como este puede ayudar en el diseño basado en la estructura de vacunas y terapias contra el SARS-CoV-2, y estos también protegerían contra otros coronavirus, incluidos los que puedan surgir en el futuro“, dice el experto del estudio. autor Ian Wilson, DPhil, Profesor Hansen de Biología Estructural y Presidente del Departamento de Biología Estructural y Computacional Integrativa de Scripps Research.

El SARS-CoV, que causa el SARS, se originó en los murciélagos de herradura, pero saltó a los humanos en el sur de China en 2002, infectando eventualmente a más de 8 mil personas y matando a casi 800 antes de que fuera bloqueado con cuarentenas y otras medidas.

El SARS-CoV-2, un coronavirus estrechamente relacionado que causa COVID-19, surgió por primera vez en la ciudad china de Wuhan a fines de 2019. Mucho más infeccioso que su primo viral, ha provocado una pandemia, causando muchos más casos de enfermedades y muertes que el SARS. El desarrollo de una vacuna o incluso un tratamiento efectivo podría aminorar la crisis.

El laboratorio de Wilson es conocido por sus estudios estructurales y ser pioneros de anticuerpos unidos a virus como el VIH y la gripe. Estos estudios se han utilizado para informar diseños de vacunas y fármacos de anticuerpos, así como otras terapias. Junto con cientos de otros laboratorios de todo el mundo, el equipo de Wilson ahora se centra en el SARS-CoV-2.

“Nuestro objetivo final aquí es obtener información estructural sobre los anticuerpos y sus sitios de unión, y usarla para guiar el diseño de la vacuna contra el SARS-CoV-2, tal como lo ha hecho nuestro laboratorio con la influenza y el VIH“, dice Nicholas, coautor del estudio. Wu, PhD, investigador postdoctoral asociado en el laboratorio Wilson.

El nuevo estudio se centra en un anticuerpo anti-SARS-CoV llamado CR3022 que fue aislado originalmente en el año 2006 por la compañía farmacéutica Crucell Holland B.V. en los Países Bajos. Un informe de científicos chinos a principios de este año 2020 indicó que CR3022 reacciona de forma cruzada contra el SARS-CoV-2. El equipo de Wilson utilizó su experiencia en la información estructural para determinar cómo se une el anticuerpo al SARS-CoV-2.

Un hallazgo clave es que el sitio de unión del anticuerpo es muy similar entre los dos coronavirus, diferenciándose solo por 4 bloques de construcción de proteínas denominados como aminoácidos. Ese alto grado de similitud implica que el sitio tiene una función importante que se perdería si mutara significativamente.

Sin embargo, la función del sitio sigue siendo un misterio. El análisis de Scripps Research encontró que el sitio de unión de anticuerpos está relativamente alejado de la parte del virus que se adhiere a los receptores de proteínas de la superficie celular en preparación para penetrar las células en nuestros pulmones. Eso sugiere que, al menos para el SARS-CoV, CR3002 neutraliza la capacidad del virus para infectar las células de alguna manera indirecta.

Para sumar elementos al misterio al descubrimiento del sitio de unión de anticuerpos en que normalmente en estos virus no es accesible para los anticuerpos.

“Descubrimos que esta región generalmente está oculta dentro del virus, y solo se expone cuando esa parte del virus cambia su estructura, como lo haría en una infección natural“, dice el coautor primero Meng Yuan, PhD, también investigador asociado en el Wilson lab.

A pesar de la leve diferencia entre los dos coronavirus, el anticuerpo se une mucho menos al SARS-CoV-2 que al virus del SARS, y no puede neutralizar el SARS-CoV-2 en las pruebas de laboratorio como lo hace el SARS-CoV.

Aún así, los descubrimientos sugieren que el sitio de unión para este anticuerpo en el SARS-CoV-2 es un sitio de vulnerabilidad, y que los anticuerpos que lo unen más estrechamente podrían neutralizar el virus. Dichos anticuerpos neutralizantes, si se convierten en terapias, podrían usarse para tratar a pacientes con COVID-19 y proporcionar una protección temporal contra el virus a individuos no infectados, como son por ejemplo los trabajadores de la salud.

El hecho de que este sitio de unión esté altamente conservado entre el SARS-CoV y el SARS-CoV-2 también sugiere que puede haber anticuerpos, aún por descubrir, que pueden neutralizar efectivamente ambos virus, y tal vez de la misma manera, pueden neutralizar en el futuro coronavirus emergentes antes de que puedan causar pandemias.

Los laboratorios de Scripps Research y en todo el mundo están buscando anticuerpos, a través de donaciones de sangre, de personas que se han recuperado de COVID-19 para realizar más estudios en este sentido.