Más allá del blindaje: las funciones de los glicanos en la proteína espiga del SARS-CoV-2

Descubren que las ‘espinas’ del coronavirus están cubiertas de azúcar | Video

Investigadores de la Universidad de California descubrieron en septiembre, mediante simulaciones por computadora, que las espículas del SARS-CoV-2 están recubiertas de azúcar.

  • Redacción AN / MDS

24 de enero 2021 6:16 am

Descubren que las 'espinas' del coronavirus están cubiertas de azúcar | Video

Imagen: ACS Cent. Sci. 2020, 6, 10, 1722-1734

Por Julio García G. / Periodista de Ciencia

Un grupo de científicos de la Universidad de California San Diego publicó en septiembre del año pasado, un trabajo de investigación que demostró que el azúcar -concretamente los glicanos- juega un papel fundamental para que el virus SARS-CoV-2 sea capaz de camuflarse dentro del sistema inmunitario.

Pero, ¿cuál es el papel de los glicanos? Estas moléculas de azúcar recubren a la espícula (los ‘picos’) del SARS CoV-2 y resultan muy importantes para la función de las proteínas. Estos ‘picos’ engañan a las células de nuestro organismo y se introducen en ellas, a través de los receptores ACE2, con el fin de depositar su material genético, propagarse y, finalmente, destruirlas.

El ACE2 es una enzima que se encuentra en varias células y órganos del cuerpo humano. Se encarga de regular una proteína llamada angiotensina-2, que si no está bien regulada, incrementa la presión arterial y la inflamación, matando a las céulas.

Las espículas del nuevo coronavirus se unen a este receptor como si fuera una llave que se inserta en una cerradura. Una vez que el virus ha abierto la cerradura, previene que el receptor ACE2 regule de manera normal la angiotenisna-2.

Gracias al envoltorio de azúcar (glicanos) que tienen las espículas, engañan a nuestras célulasEllo se debe a que el envoltorio de azúcar ayuda al coronavirus a camuflarse dentro del sistema inmunitario. Si no tuviese este envoltorio, el virus sería destruido inmediatamente por nuestros anticuerpos.

A pesar de que todas las células humanas están recubiertas por azúcares, “el coronavirus ha desarrollado un glaseado indistinguible del de nuestras propias células y consigue pasar desapercibido”, aseguró Elisa Fadda, coautora del estudio, en declaraciones recogidas por el periódico El País.

La concentración de glicanos en las espículas ronda el 70%. El recubrimiento no está presente de manera uniforme, sino que tiene diferentes densidades en función de la zona de la espícula. Si hablamos de porcentajes, el 62% de glicanos se encuentran en la superficie y el resto en la parte inferior.

Conocer estas diferencias de distribución y cantidad de los glicanos, podría ayudar a los científicos a desarrollar tratamientos más eficaces en contra de este coronavirus, porque las moléculas grandes, como las utilizadas en los fármacos basados en anticuerpos monoclonales, tendrían más efectividad en la zona donde hay más glicanos, es decir, en la superficie de la espícula.

Un anticuerpo es una proteína del sistema inmunitario que se activa cuando detecta virus, bacterias, parásitos y otros patógenos que tratan de atacar a las células de nuestro organismo. Los anticuerpos se encargan de que entren en acción un tipo de células conocidas como linfocitos B, que se encuentran en la médula ósea y que son las encargadas de destruir a estos invasores.

Por su parte, los anticuerpos monoclonales, que son creados sintéticamente en el laboratorio, son proteínas que tienen la capacidad de imitar antígenos dañinos. Los antígenos son todos los invasores que atacan a las células de nuestro organismo, como los virus. El expresidente de Estados Unidos, Donald Trump, fue tratado con un coctél de anticuerpos monoclonales para reducir los efectos secundarios de la Covid-19, que padeció en octubre del año pasado.

Debido a que los glicanos tienden a moverse muy rápidamente, no se pueden detectar mediante un microscopio convencional. De ahí que este equipo de investigadores recurriera a supercomputadoras para que realizaran simulaciones. Este proceso de recreación del movimiento duró varios meses.

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Como hemos visto a lo largo de esta pandemia, la tecnología ha resultado fundamental para resolver problemas que hace apenas una década hubiesen sido imposibles de tratar. De ahí la importancia de que los países destinen más recursos a las ciencias básicas como la física, las matemáticas y la química. El conocimiento generado por estas ciencias es el primero que se aplica al desarrollo de las nuevas tecnologías. No se puede llegar a ser un país científicamente desarrollado si no se fortalece primero la enseñanza y el estudio de las ciencias básicas.

En México, apenas el 0.31% del Producto Interno Bruto (PIB) se destina al desarrollo de ciencia y tecnología aunque, para este 2021, se anunció un incremento de 4.47% del presupuesto para estos rubros. Estados Unidos, China y la Unión Europea, lideran las cifras de PIB destinados a la ciencia con 2.74%, 2.1% y 2.03%, respectivamente.

La investigación completa de Elisa Fadda y sus colegas se puede consultar en el siguiente enlace: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33140034/

https://aristeguinoticias.com/2401/mexico/descubren-que-las-espinas-del-coronavirus-estan-cubiertas-de-azucar-video/

Más allá del blindaje: las funciones de los glicanos en la proteína espiga del SARS-CoV-2

Lorenzo Casalino 1Zied Gaieb 1Jory un orfebre 2Christy K Hjorth 2Abigail C Dommer 1Aoife M Harbison 3Carl A Fogarty 3Emilia P Barros 1Bryn C Taylor 1 4Jason S McLellan 2Elisa Fadda 3Rommie E Amaro 1 4Afiliaciones expandir

Artículo gratuito de PMC

Abstracto

La pandemia de COVID-19 en curso causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) ha provocado más de 28.000.000 de infecciones y 900.000 muertes en todo el mundo hasta la fecha. Los esfuerzos de desarrollo de anticuerpos giran principalmente en torno a la proteína espiga (S) del SARS-CoV-2 extensamente glicosilada, que media la entrada de la célula huésped al unirse a la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2). Al igual que muchas otras proteínas de fusión viral, el pico de SARS-CoV-2 utiliza un escudo de glucanos para frustrar la respuesta inmune del huésped. Aquí, construimos un modelo de longitud completa de la proteína SRAS-CoV-2 S glicosilada, tanto en estado abierto como cerrado, aumentando los datos estructurales y biológicos disponibles. Múltiples microsegundos de largo, Se utilizaron simulaciones de dinámica molecular de todos los átomos para proporcionar una perspectiva atomística sobre las funciones de los glucanos y sobre la estructura y dinámica de las proteínas. Revelamos un papel estructural esencial denorte-glicanos en los sitios N165 y N234 en la modulación de la dinámica conformacional del dominio de unión al receptor de la espiga (RBD), que es responsable del reconocimiento de ACE2. Este hallazgo es corroborado por experimentos de interferometría de biocapa, que muestran que la deleción de estos glicanos a través de mutaciones N165A y N234A reduce significativamente la unión a ACE2 como resultado del cambio conformacional de RBD hacia el estado «abajo». Además, los análisis de accesibilidad de un extremo a otro describen una descripción completa de las vulnerabilidades del escudo de glucanos de la proteína SARS-CoV-2 S, que puede aprovecharse en los esfuerzos terapéuticos dirigidos a esta máquina molecular. En general, este trabajo presenta conocimientos funcionales y estructurales nunca antes vistos sobre la proteína SARS-CoV-2 S y su capa de glucano.

Declaracion de conflicto de interes

Los autores declaran no tener ningún interés financiero en competencia.

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