Las variantes del pico de SARS-CoV-2 siguen su propio camino para provocar un virus COVID más infeccioso y resistente

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Combinando biología estructural y computación, un equipo de investigadores dirigido por Duke ha identificado cómo múltiples mutaciones en la proteína pico del SARS-CoV-2 crean de forma independiente variantes que son más transmisibles y potencialmente resistentes a los anticuerpos.

Al adquirir mutaciones en la proteína de pico, una de estas variantes adquirió la capacidad de pasar de humanos a visones y de regreso a humanos. Otras variantes, incluida Alpha, que apareció por primera vez en el Reino Unido, Beta, que apareció en Sudáfrica y Gamma, que se identificó por primera vez en Brasil, desarrollaron de forma independiente mutaciones de pico que mejoraron su capacidad para propagarse rápidamente en poblaciones humanas y resistir algunos anticuerpos.

Los investigadores publicaron sus hallazgos en Ciencias.

“El pico en la superficie del virus ayuda al SARS-CoV-2 a entrar en las células huésped”, dijo el autor principal Priyamvada Acharya, Ph.D., director de la División de Biología Estructural del Instituto de Vacunas Humanas de Duke.

“Los cambios en la proteína de pico determinan la transmisibilidad del virus, qué tan lejos y rápidamente se propaga”, dijo Acharya. “Algunas variaciones del pico de SARS-CoV-2 ocurren en diferentes momentos y lugares del mundo, pero tienen resultados similares y es importante comprender los mecanismos de estas mutaciones de pico mientras trabajamos para combatir esta pandemia”.

Acharya y sus colegas, incluida la primera autora Sophie Gobeil, Ph.D., y el autor correspondiente Rory Henderson, Ph.D., desarrollaron modelos estructurales para identificar cambios en la proteína de pico del virus. La microscopía crioelectrónica permitió la visualización del nivel atómico, mientras que los ensayos de unión permitieron al equipo crear imitaciones de virus vivos que estaban directamente relacionadas con su función en las células huésped. A partir de ahí, el equipo utilizó análisis computacional para construir modelos que mostraban los mecanismos estructurales en funcionamiento.

“Al construir un esqueleto del pico, pudimos ver cómo se mueve el pico y cómo este movimiento cambia con las mutaciones”, dijo Henderson. “Las diferentes variantes de puntas no se mueven de la misma manera, hacen lo mismo”. Las diferentes variantes de puntas no se mueven de la misma manera, hacen el mismo trabajo. Las variantes que aparecieron por primera vez en Sudáfrica y Brasil usan un mecanismo, mientras que las variantes del Reino Unido y del visón usan otro mecanismo “.

Todas las variantes mostraron una mayor capacidad para unirse al huésped, en particular a través del receptor ACE2. Los cambios también han creado virus menos susceptibles a los anticuerpos, lo que genera preocupaciones de que la acumulación continua de mutaciones máximas pueda reducir la eficiencia de las vacunas actuales.

Gobeil dijo que la investigación ha iluminado la complejidad del virus: “Es asombroso cuántas formas diferentes el virus diseña para ser más infeccioso e invasivo”, dijo. “La naturaleza es inteligente”.

Además de Gobeil, Acharya y Henderson, los autores del estudio incluyen a Katarzyna Janowska, Shana McDowell, Katayoun Mansouri, Robert Parks, Victoria Stalls, Megan F. Kopp, Kartik Manne, Dapeng Li, Kevin Wiehe, Kevin O.Saunders, Robert J Edwards, Bette Korber y Barton F. Haynes.

El estudio recibió el apoyo de los Institutos Nacionales de Salud (R01 AI145687, AI142596) y del Estado de Carolina del Norte a través de la Ley CARES.

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