Cada nuevo hallazgo para conocer mejor el SARS-CoV-2 y sus consecuencias son un gran paso en el avance en la pandemia de la Covid-19. Ahora, científicos del Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE UU han publicado hoy en la revista científica “Nature Communications” el primer modelo detallado a nivel atómico de la proteína conocida como la “envoltura” del SARS-CoV-2 que actúa unida a una proteína humana esencial para mantener el revestimiento de los pulmones. De esta manera, el modelo muestra cómo interactúan las dos proteínas, lo que ayuda a explicar cómo el virus podría causar un daño pulmonar extenso y escapar de los pulmones hacia otros órganos especialmente vulnerables para infectarlos en pacientes que desarrollan la Covid-19.

Estos hallazgos pueden resultar determinantes, ya que permitirán acelerar la búsqueda de medicamentos para bloquear los efectos más graves de la enfermedad. “Al obtener detalles a nivel atómico de las interacciones de las proteínas, podemos explicar por qué ocurre el daño pulmonar tan grave y buscar inhibidores que puedan bloquear específicamente estas interacciones”, asegura el autor principal del estudio, Qun Liu, biólogo del Brookhaven Lab, quien hace hincapié en que “si podemos encontrar inhibidores, entonces el virus no causará tanto daño. Eso puede dar a los pacientes con problemas de salud previos una oportunidad mucho mayor para que su sistema inmunológico combata el virus con éxito”.

Los científicos han descubierto los detalles de cómo funciona el virus y han desarrollado este modelo molecular utilizando uno de los nuevos microscopios crioelectrónicos, convirtiendo a este laboratorio en una instalación pionera en el mundo. “Este laboratorio abrió el verano pasado antes de lo previsto debido a su importancia en la batalla contra la Covid-19”, asegura Sean McSweeney, director de LBMS y coautor del artículo. Liguo Wang, director de operaciones científicas de LBMS y también coautor del artículo, explica que “la microscopía crioelectrónica (cryo-EM) es particularmente útil para estudiar proteínas de membrana y complejos de proteínas dinámicas, que pueden ser difíciles de cristalizar para la cristalografía de proteínas, otro técnica común para estudiar las estructuras de las proteínas. Con esta técnica creamos un mapa en 3D a partir del cual pudimos ver cómo encajan los componentes de las proteínas individuales“, detalla Liu.

Alteración pulmonar

La proteína de la envoltura del SARS-CoV-2 (E), que se encuentra en la membrana externa del virus junto con la conocida como proteína de pico de coronavirus, ayuda a ensamblar nuevas partículas de virus dentro de las células infectadas. Los estudios publicados a principios de la pandemia mostraron que también juega un papel crucial en el secuestro de proteínas humanas para facilitar la liberación y transmisión del virus. Por ello, los científicos plantean la hipótesis de que lo hace uniéndose a las proteínas de células humanas, alejándolas de su trabajo habitual de mantener las uniones entre las células pulmonares bien selladas. “Esa interacción puede ser buena para el virus y muy mala para los humanos, especialmente los pacientes ancianos o con patologías previas cuando desarrollan la Covid-19”, advierte Liu.

Y es que, cuando se interrumpen las uniones de las células pulmonares, las células inmunitarias entran para tratar de reparar el daño, liberando pequeñas proteínas llamadas citocinas. Esta respuesta inmune puede empeorar las cosas al desencadenar una inflamación masiva, lo que provoca la llamada “tormenta de citocinas” y el subsiguiente síndrome de dificultad respiratoria aguda. Además, debido a que el daño debilita las conexiones célula-célula, podría facilitar que los virus escapen de los pulmones y viajen a través del torrente sanguíneo para infectar otros órganos, incluidos el hígado, los riñones y los vasos sanguíneos.

“En este escenario, la mayor parte del daño ocurriría en pacientes con más virus y más proteínas E producidas por la enfermedad”, asegura Liu. Y esto podría convertirse en un círculo vicioso, es decir, cuanta más presencia de virus que producen más proteínas E, más proteínas de unión celular son eliminadas, causando mayor daño, más transmisión y, por tanto, nuevamente más virus. Además, cualquier daño existente, como la cicatrización de las células pulmonares, probablemente dificultaría que los pacientes con Covid se recuperen del daño. “Es por eso que queríamos estudiar esta interacción, para comprender los detalles a nivel atómico de cómo E interactúa con una de estas proteínas humanas para aprender cómo interrumpir las interacciones y reducir o bloquear estos efectos severos”, concluye Liu.