Construcción de partículas virales sintéticas para estudiar el SARS-CoV-2 – ScienceDaily

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Científicos del Instituto Max Planck de Investigación Médica en Heidelberg y sus colaboradores del Centro Max Planck Bristol de Biología Mínima de la Universidad de Bristol han desarrollado un nuevo enfoque para estudiar el Sars-CoV-2. Para la investigación sistemática y estandarizada del SARS-CoV-2, construyeron partículas virales sintéticas minimalistas en las que pueden incorporar distintas estructuras del virus SARS-CoV-2, como la proteína espiga. Esto permitió a los científicos estudiar mecanismos moleculares individuales en un entorno controlado, que pueden manipular y ajustar aún más. Utilizando esta técnica para estudiar la proteína espiga, que se ha demostrado que es fundamental para la infección y la interacción virus-huésped, descubrieron un mecanismo de cambio. Después de la unión de los ácidos grasos inflamatorios, la proteína espiga cambia su conformación, por lo que se vuelve menos «visible» para el sistema inmunitario del huésped.

La pandemia del SARS-CoV-2 ha sido y sigue siendo un importante problema de salud mundial. La comprensión integral de la patogénesis de Sars-CoV-2 y los mecanismos moleculares subyacentes a la infección ofrece grandes oportunidades para superar la pandemia. Arrojar luz sobre las funciones virales y las interacciones del virus huésped facilitará el desarrollo de terapias dirigidas, vacunas u otras medidas preventivas. Sin embargo, la investigación sobre el SARS-CoV-2 en un entorno de laboratorio presenta muchos desafíos. Uno es el requisito de mayor seguridad para los experimentos, otro es estudiar distintos mecanismos durante la infección en lugar de la patogénesis completa para comprender mejor esos procesos individuales.

Construcción de viriones artificiales de SARS-CoV-2

Los investigadores del Instituto Max Planck de Investigación Médica y sus colaboradores utilizaron su experiencia en biología sintética ascendente para superar algunos de estos desafíos. Para su estudio, desarrollaron viriones artificiales de Sars-CoV-2. Los viriones tienen una estructura similar a los virus naturales, pero no contienen ninguna información genética. Por lo tanto, se pueden utilizar de forma segura.

«Aún más importante para nosotros, mientras construimos estos viriones sintéticos desde cero, es que podemos diseñar con precisión su composición y estructura. Esto nos permite realizar un estudio muy sistemático y paso a paso de distintos mecanismos», dice Oskar Staufer. , primer autor del artículo, ex postdoctorado en el Instituto Max Planck de Investigación Médica y actual postdoctorado en la Universidad de Oxford. Por lo tanto, ve un gran potencial en el uso de partículas sintéticas similares a virus en una multitud de procesos de análisis y caracterización para estudiar virus más allá de la aplicación actual para Sars-CoV-2.

Spike mecanismo de cambio de proteínas para evitar el sistema inmunológico?

Primero utilizaron viriones minimalistas artificiales para estudiar el efecto de los ácidos grasos inflamatorios en la proteína de punta Sars-CoV-2. Los ácidos grasos inflamatorios se liberan durante cualquier inflamación en el cuerpo y ayudan a facilitar la respuesta inmune y los procesos de curación. La proteína espiga es fundamental para la interacción huésped-virus. Por un lado, el virus utiliza la proteína espiga para unirse a los receptores ACE2 de las células huésped. Esto permite que el virus se fusione con la célula huésped y libere su información genética. Por otro lado, los anticuerpos producidos por el huésped pueden unirse a la proteína espiga, lo que marca al virus como un objetivo para el sistema inmunitario.

Anteriormente se sabía que la proteína espiga tiene una región distinta donde se pueden unir los ácidos grasos inflamatorios. Sin embargo, la función de este bolsillo de unión no se entendía previamente. Investigadores del Instituto Max Planck de Investigación Médica y colaboradores de Bristol ahora han utilizado viriones artificiales Sars-CoV-2 para estudiar este mecanismo exacto. Muestran que tras la unión de un ácido graso, la proteína espiga cambia su conformación y se «pliega». Como resultado, la unión al receptor ACE2 del huésped ya no es posible y menos anticuerpos pueden unirse a la proteína.

Los investigadores ahora pueden comenzar a comprender por qué el virus utiliza este mecanismo de intimidación y determinar si esta información se puede utilizar para desarrollar estrategias terapéuticas. Al «reducir» la proteína espiga que sigue a la unión de los ácidos grasos inflamatorios, el virus se vuelve menos visible para el sistema inmunitario. Este podría ser un mecanismo para evitar la detección del huésped y una fuerte respuesta inmune durante un período de tiempo más largo y aumentar la eficiencia general de la infección «, dice Oskar Staufer. Sin embargo, los científicos apenas están comenzando a determinar la función del mecanismo de plegamiento, pero el uso de viriones artificiales permitirá un enfoque sistemático.»¡Aplicar tales conceptos de biología sintética a un problema con impacto global es realmente emocionante!», dice Oskar Staufer.

Fuente de la historia:

Materiales proporcionados por Max Planck Gesellschaft. Nota: El contenido se puede cambiar por estilo y longitud.

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