Reproducido por Universidad de Costa Rica
Mentes ticas de la ciencia e ingeniería se unen a la búsqueda de antivirales contra el SARS-CoV-2El cuerpo investigador está en la búsqueda de un inhibidor para todos los coronavirus. Si esto se logra, el país tendrá un inhibidor muy efectivo y con poca posibilidad de que el virus, por variación de su material genético, genere resistencia. Foto: Laura Rodríguez Rodríguez.
¿Se imagina descubrir que existen compuestos ya creados que podrían funcionar contra el SARS-CoV-2 y que no se utilizaron porque, simplemente, a nadie se le ocurrió esa posibilidad? Cinco investigadores y una científica de la Universidad de Costa Rica (UCR) sí lo pensaron y, en estos momentos, están liderando un proyecto único en el país.
¿Su propósito? Identificar de forma rápida la existencia de moléculas inhibidoras de un componente clave que constituye el talón de Aquiles de todos los coronavirus, incluido el SARS-CoV-2: la proteasa Mpro, también llamada 3CLpro.
En términos simples, la proteasa Mpro es una molécula esencial para que cualquier coronavirus se replique en el cuerpo humano. Si se logra hallar un compuesto que la inhiba, existe la esperanza de frenar el avance de la enfermedad.
“Lo que deseamos con esta investigación en la UCR es analizar en tiempo récord información masiva de distintos compuestos de muchos tipos ya inventados que, si bien se destinan para otras enfermedades, podrían tener el potencial de neutralizar la replicación del virus”, indicó el Dr. Rodrigo Mora, microbiólogo de la UCR e investigador principal.
Al día de hoy, ya se han encontrado medicamentos orientados a tratar otras enfermedades que, al ser probados, muestran efectos iniciales positivos para frenar la replicación del SARS-CoV-2. Algunos de ellos solo están a la espera de resultados clínicos concluyentes, como lo es el remdesivir (creado inicialmente para tratar el ébola) y el favipiravir (antiviral japonés contra la influenza).
Así como se han identificado dichos medicamentos, podrían haber más compuestos con una mayor capacidad de reprimir el avance del virus. Esto es lo que justamente los investigadores de la UCR desean encontrar mediante dos acciones muy concretas: la creación de un sensor molecular y el desarrollo de una innovadora plataforma biocomputacional.
Los compuestos seleccionados por la plataforma computacional se probarán experimentalmente en el laboratorio, sin necesitar el virus completo ni un laboratorio de bioseguridad tipo 3. El Dr. Jorge Arias diseñó el sensor molecular fluorescente para la detección de la actividad proteasa de los coronavirus.Foto: Laura Rodríguez Rodríguez.
Las tijeras
Para entender el porqué los científicos costarricenses desarrollan un sensor molecular y cuál es su función, lo primero es saber qué son las proteasas. En palabras sencillas, a estas moléculas la llamaremos las “tijeras”, porque son enzimas encargadas de cortar a otras proteínas.
Los virus, cuando infectan a las células humanas, muchas veces generan proteínas en cadena (poliproteínas). Estas son como una familia con muchos miembros en la cual todos están tomados de la mano.
Para poder replicarse, el virus necesita cortar a su gran familia de proteínas y es cuando la tijera, la proteasa Mpro, aparece. ¿El propósito de realizar el corte? Que los diferentes elementos de esa poliproteína viral puedan adquirir su función individual para “secuestrar” a la célula humana, ensamblar su maquinaria de de copiado y así iniciar su replicación.
Ahora bien, la idea de los científicos costarricenses es desarrollar un reportero molecular (un gen sintético) que produce proteínas sensoras para detectar fenómenos dentro de las células. En este caso, el reportero está diseñado para ser cortado por la Mpro y cuando eso suceda generará una luz fluorescente. La luz emitida quiere decir que la replicación del virus está en proceso.
“El gen reportero que estamos desarrollando es, básicamente, un sensor para los coronavirus. Hay una versión que ya veníamos trabajando entre la UCR y la Universidad de Massachusetts que fue diseñado para detectar los flavivirus: dengue, zika y fiebre amarilla. El material genético que nosotros creamos lo insertamos en unas células y produce una proteína reportera, una proteína sensora”, ahondó el Dr. Mora, en referencia a ese trabajo publicado en la prestigiosa revista internacional Journal of Biological Chemistry: DOI:10.1074/jbc.RA119.011319.
El objetivo de los científicos de la UCR es agilizar el hallazgo de antivirales capaces de quitarle el filo a esa “tijera” (la proteasa Mpro), a fin de frenar la replicación del virus.
Con el sensor consolidado, se tendrán células que se vuelven fluorescentes ante la presencia de Mpro. Después, en un laboratorio, los científicos aplicarán los potenciales tratamientos inhibidores sobre estas células.
Si la luz fluorescente disminuye, significa que la proteasa Mpro está siendo reprimida (algo así como quitarle filo a la tijera) y, por lo tanto, la replicación del virus está siendo inhibida. Entonces, ¡eureka! Los científicos hallaron otro posible tratamiento que podría contrarrestar el virus.
Sin embargo, en todo esto hay un gran reto. Uno de los objetivos del equipo investigador es evaluar 100 000 compuestos. ¿Se pueden probar todos en un laboratorio experimental de la UCR? La respuesta vuelve a ser clara: no.
Entonces, ¿cómo lo lograrán? Con el apoyo de la ingeniería, que dará vida a una plataforma computacional de análisis masivo al cual llamaremos “el detective”.
