Combinando biología estructural y computación, un equipo de investigadores liderado 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 esas variantes ganó la capacidad de saltar 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, identificados por primera vez en Brasil: mutaciones de pico desarrolladas de forma independiente que mejoraron su capacidad para propagarse rápidamente en poblaciones humanas y resistir algunos anticuerpos.
Los investigadores publicaron sus hallazgos en ciencia .
"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 del pico determinan la transmisibilidad del virus - qué tan lejos y rápidamente se propaga", dijo Acharya. "Algunas variaciones del pico del SARS-CoV-2 están ocurriendo en diferentes momentos y lugares en todo el mundo, perotienen resultados similares, y es importante comprender la mecánica de estas mutaciones de picos mientras trabajamos para combatir esta pandemia ".
Acharya y sus colegas, incluida la primera autora Sophie Gobeil, Ph.D., y el coautor correspondiente Rory Henderson, Ph.D., - desarrollaron modelos estructurales para identificar cambios en la proteína de pico del virus. La microscopía crioelectrónica permitióvisualización a nivel atómico, mientras que los ensayos de unión permitieron al equipo crear imitaciones del virus vivo que se correlacionaban directamente 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. "Los diferentes picos variantes no se mueven de la misma manera, pero cumplen la misma tarea. "Los picos de las diferentes variantes no se mueven de la misma manera, pero cumplen la misma tarea. Las variantes que aparecen por primera vez en Sudáfrica y Brasil usan un mecanismo, mientras que el Reino Unido y las variantes de 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 crearon virus que eran menos susceptibles a los anticuerpos, lo que genera preocupación de que la acumulación continua de mutaciones de pico puede reducir la eficacia de las vacunas actuales.
Gobeil dijo que la investigación arrojó luz sobre la complejidad del virus: "Es asombroso cuántas formas diferentes se le ocurren al virus 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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Materiales proporcionado por Centro médico de la Universidad de Duke . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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