El desarrollo del primer mapa 3D del coronavirus acelera el descubrimiento de la vacuna

Investigadores de la Universidad de Texas en Austin, con el apoyo de otros organismos estadounidenses, han logrado un avance crítico hacia el desarrollo de una vacuna para el nuevo coronavirus 2019-nCoV al crear el primer mapa 3D a escala atómica de la parte del virus que se une a las células humanas para infectarlas.

El detalle sobre el mapeo de esta parte del agente patógeno, llamada proteína espiga, se publica en el próximo número de Science de mañana, 21 de febrero y que adelanta Biotech Magazine & News. Se trata, sin lugar a dudas, de un paso esencial para que los investigadores de todo el mundo puedan desarrollar vacunas y medicamentos antivirales para combatir el coronavirus.

Dirigido por el profesor Jason S. McLellan, de la Universidad de Texas en Austin, este equipo de científicos trabaja, paralelamente, en el desarrollo de un candidato a vacuna fundamentada en sus hallazgos que han querido compartir con todo el mundo al publicarlo en el órgano oficial de la Asociación Americana para el Avance de las Ciencias (AAAS).

Como recuerda el profesor McLellan, su equipo del Departamento de Biociencias Moleculares de la Universidad de Texas está interesado en dilucidar los mecanismos moleculares de las interacciones huésped-patógeno, particularmente aquellas que involucran glicoproteínas virales.

Sinergia entre ciencia básica y translacional

Para esta investigación -explica- se centraron en la sinergia que existe entre la ciencia básica y la translacional. Esto es, la determinación de estructuras y el desarrollo de herramientas necesarias para responder a preguntas básicas que se puedan traducir en intervenciones terapéuticas.

El profesor McLellan ha dedicado muchos años a estudiar otros coronavirus, incluyendo el SARS-CoV y el MERS-CoV. Ya había desarrollado métodos para bloquear las proteínas de la punta del coronavirus en una forma que las hiciera más fáciles de analizar y poder convertirlas en candidatos a vacunas. Esta experiencia previa, lógicamente, les ha proporcionado cierta ventaja sobre otros equipos de científicos.

Además de otras herramientas de vanguardia, los investigadores utilizaron en este estudio microscopía electrónica criogénica (cryo-EM), instalada en las nuevas instalaciones del Laboratorio Sauer de Biología Estructural de la Universidad de Texas.

La mayor parte de este trabajo, subraya el profesor McLellan, lo llevaron a cabo el estudiante de posgrado Daniel Wrapp y el investigador de la Universidad de Texas en Austin, Nianshuang Wang. Tan solo dos semanas después de recibir la secuencia genómica del virus de investigadores chinos, el equipo de McLellan había diseñado y producido muestras de su proteína de pico estabilizada.

Doce días para 'reconstruir' el coronavirus 

Unos doce días después, reconstruyeron el mapa a escala atómica en 3D (estructura molecular) de la proteína espiga de este coronavirus y enviaron un manuscrito a Science, lo que agilizó el peer review ya que, de otra forma, este proceso por regla general dura meses.

El doctor Barney Graham, subdirector del Centro de Investigación de Vacunas de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) en Bethesda, Maryland, ayudó a supervisar los experimentos y a redactar el texto que se envió para su publicación.

En este trabajo se dice, entre otras cosas, que el punto de entrada a las células humanas para algunos coronavirus, como el que estamos comentando, es 10 veces mayor que en el caso del SARS. Esto proporciona una posible explicación sobre la aparente facilidad de transmisión de persona a persona del nuevo coronavirus, aunque se necesitan más estudios para investigar esta posibilidad.

Este hallazgo representa solo la porción extracelular de la proteína espiga pero, como hace hincapié McLellan, es suficiente para provocar una respuesta inmune en las personas y, por lo tanto, servir como vacuna. Ahora estos investigadores trabajan en el protocolo para utilizar esa molécula como sonda para aislar anticuerpos producidos de forma natural en pacientes que han sido infectados con el coronavirus 2019-nCoV y se recuperaron con éxito.

McLellan explica que, en cantidades suficientemente grandes, estos anticuerpos podrían ayudar a tratar una infección por coronavirus poco después de la exposición. Por ejemplo, los anticuerpos podrían proteger a los soldados o sanitarios enviados a un área con altas tasas de infección en un plazo demasiado corto como para que la inmunidad de una vacuna surta efecto.