La formación del coronavirus se modela con éxito
Un estudio de la Universidad de California en Riverside podría informar sobre el diseño de fármacos eficaces para combatir el SARS-CoV-2 y otros coronavirus
Una física de la Universidad de California, en Riverside, y su antigua alumna de posgrado han conseguido modelizar por primera vez la formación del SARS-CoV-2, el virus que propaga el COVID-19.
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En un artículo publicado en la revista Viruses, Roya Zandi, profesora de física y astronomía de la UCR, y Siyu Li, investigadora postdoctoral del Laboratorio de Materiales del Lago Songshan (China), ofrecen una comprensión global del ensamblaje y la formación del SARS-CoV-2 a partir de sus componentes.
"Comprender el ensamblaje viral siempre ha sido un paso clave que conduce a las estrategias terapéuticas", dijo Zandi. "Numerosos experimentos y simulaciones de virus como el VIH y el virus de la hepatitis B han tenido un impacto notable en la elucidación de su ensamblaje y en la provisión de medios para combatirlos. Incluso las preguntas más sencillas sobre la formación del SARS-CoV-2 siguen sin respuesta".
Zandi explicó que un paso crítico en el ciclo vital de cualquier virus es el empaquetamiento de su genoma en nuevos viriones o partículas virales. Esta es una tarea especialmente difícil para los coronavirus, como el SARS-CoV-2, con sus grandes genomas de ARN. De hecho, los coronavirus tienen el mayor genoma conocido para un virus que utiliza ARN como material genético.
El SARS-CoV-2 tiene cuatro proteínas estructurales: Envoltura (E), Membrana (M), Nucleocápside (N) y Espiga (S). Las proteínas estructurales M, E y N son esenciales para el ensamblaje y la formación de la envoltura viral, la capa más externa del virus que lo protege y ayuda a facilitar su entrada en las células del huésped. Este proceso se produce en la membrana del compartimento intermedio del retículo endoplásmico de Golgi, o ERGIC, un complejo sistema de membranas que proporciona al coronavirus su envoltura lipídica. El ensamblaje de los coronavirus es único en comparación con muchos otros virus, ya que este proceso ocurre en la membrana del ERGIC.
La mayoría de los estudios computacionales realizados hasta la fecha utilizan modelos de grano grueso en los que sólo se emplean detalles relevantes a grandes escalas de longitud para imitar los componentes virales. A lo largo de los años, los modelos de grano grueso han explicado varios procesos de ensamblaje de virus que han dado lugar a importantes descubrimientos.
"En este trabajo, utilizando modelos de grano grueso, hemos sido capaces de modelar con éxito la formación del SARS-CoV-2: las proteínas N condensan el ARN para formar el complejo RNP compacto, que interactúa con las proteínas M que están incrustadas en la membrana lipídica", dijo Zandi.
Añadió que el "brote", que es cuando una parte de la membrana empieza a curvarse hacia arriba, completa la formación del virus. El modelo desarrollado por Zandi y Li les permitió explorar los mecanismos de oligomerización de las proteínas, la condensación del ARN por parte de las proteínas estructurales y las interacciones entre la membrana y las proteínas celulares. También les permitió predecir los factores que controlan el ensamblaje del virus.
"Nuestro trabajo revela los ingredientes y componentes clave que contribuyen al empaquetamiento del largo genoma del SARS-CoV-2", dijo Li. "Los estudios experimentales sobre el papel específico de cada una de las diversas proteínas estructurales que intervienen en la formación de las partículas víricas se disparan, pero muchos detalles siguen sin estar claros".
Según Zandi, la visión presentada en el trabajo de investigación y la comparación de los hallazgos con los observados experimentalmente podrían aportar algunos de estos detalles e informar sobre el diseño de fármacos antivirales eficaces para detener los coronavirus en la fase de ensamblaje.
"Los aspectos físicos del ensamblaje de los coronavirus explorados en nuestro modelo son de interés no sólo para los científicos físicos que empiezan a aplicar métodos basados en la física al estudio de los virus con envoltura, sino también para los virólogos que intentan localizar las interacciones proteicas clave en el ensamblaje y la gemación de los virus", dijo. "Ahora comprendemos mejor qué interacciones son importantes para el empaquetamiento del genoma y la formación del virus. Es la primera vez que hemos podido afinar la interacción entre el genoma y las proteínas y obtener la condensación del genoma y el ensamblaje simultáneamente".
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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