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El coronavirus se multiplica rápidamente en las células humanas.


Coronavirus: cómo el SARS-CoV-2 aumenta su composición genética

Las membranas mucosas de la boca, nariz y ojos se consideran la puerta de entrada para el coronavirus SARS-CoV-2. Cuando una persona se infecta con el nuevo virus, el patógeno se multiplica rápidamente en sus células. Los investigadores ahora han descubierto cómo el coronavirus reproduce su genoma.

Existen numerosos coronavirus en todo el mundo que infectan constantemente a las personas y generalmente solo causan enfermedades respiratorias leves. Las infecciones con el coronavirus SARS-CoV-2 también son relativamente inofensivas en muchos casos. Sin embargo, el nuevo patógeno también puede causar una enfermedad respiratoria grave llamada COVID-19. Un equipo de investigación ahora informa sobre cómo el virus reproduce su genoma.

El genoma del coronavirus consta de alrededor de 30,000 bloques de construcción

Si una persona se infecta con el nuevo coronavirus SARS-CoV-2, se multiplica rápidamente en sus células. Para hacer esto, el patógeno tiene que reproducir su composición genética, que consiste en una larga cadena de ARN. La "copiadora" viral, llamada polimerasa, asume esta tarea.

Según un informe reciente, los científicos dirigidos por Patrick Cramer del Instituto Max Planck de Química Biofísica en Gotinga ahora han descifrado la estructura espacial de la corona polimerasa.

Según la información, se puede utilizar para investigar cómo funcionan las sustancias antivirales que bloquean la polimerasa. Uno de ellos es Remdesivir, un ingrediente prometedor en el desarrollo de nuevos medicamentos contra COVID-19. Además, se pueden buscar nuevos candidatos a medicamentos.

"En vista de la pandemia actual, queríamos ayudar", explica Cramer, director de Max Planck. "Tenemos una amplia experiencia en el estudio de las polimerasas". Por lo tanto, el tema de investigación fue obvio para los expertos.

"Lo más sorprendente para nosotros fue que la estructura de la máquina copiadora del virus corona se desalinea porque difiere de otras estructuras de polimerasa", dice Hauke ​​Hillen.

Según los científicos, la corona polimerasa se une al ARN como se conoce de otros tipos de virus, pero esta polimerasa tiene otro elemento con el que se adhiere al ARN hasta que haya copiado el material genético.

Esto es particularmente importante para el virus corona, ya que su genoma consta de alrededor de 30,000 bloques de construcción y, por lo tanto, es particularmente largo.

Resultados rápidamente compartidos con la comunidad internacional de investigación

Saber cómo se construye la coronavirus polimerasa átomo por átomo abre nuevas oportunidades para comprender mejor y combatir el virus. En el siguiente paso, el equipo de investigación planea investigar en detalle cómo las sustancias antivirales bloquean la proliferación de coronavirus.

“Hay mucha esperanza en Remdesivir, que bloquea directamente la corona polimerasa. La estructura de polimerasa podría permitir optimizar sustancias existentes como remdesivir y mejorar su efecto. Pero también queremos buscar nuevas sustancias que puedan detener la polimerasa del virus ”, explica Cramer.

Los investigadores de Gotinga publicaron sus resultados en un manuscrito en el servidor de preimpresión bioRxiv. "Queríamos compartir nuestros hallazgos con la comunidad internacional de investigación de inmediato, porque ahora que estamos en medio de la pandemia, las cosas tienen que ir muy rápido", informa Lucas Farnung, quien pronto se cambiará a una cátedra en la Universidad de Harvard en los Estados Unidos. .

Esperanza de nuevas estrategias terapéuticas.

Como se indicó en la comunicación, el camino hacia la estructura tridimensional de la corona polimerasa era rocosa. “En primer lugar, tuvimos que recrear la polimerasa de tres proteínas purificadas en un tubo de ensayo. Después de algunos ajustes, finalmente fue funcional ”, explica Goran Kokic. "Esta era la única forma en que podíamos investigar cómo funciona".

El investigador estableció rápidamente una prueba especial para determinar la actividad de la polimerasa.

Luego, los expertos examinaron las muestras en el microscopio electrónico con un aumento de más de 100,000 veces, y al principio la decepción se extendió: "Aunque habíamos tomado fotografías durante todo el día durante diez días y noches, no pudimos obtener una visión detallada de la estructura", dijo. Christian Dienemann, experto en microscopía electrónica.

“Sin embargo, una muestra se veía diferente, de alguna manera extraña. Nuestro primer pensamiento fue rechazarlo. Afortunadamente, no lo hicimos: fue esta muestra de todo lo que nos proporcionó los datos de alta calidad que realmente necesitábamos ", explica Dimitry Tegunov, el experto en procesamiento de datos del grupo, que también programó el software para procesar rápidamente grandes cantidades de datos de imágenes.

Según la información, la decodificación de la estructura de polimerasa no debería ser la última contribución de los investigadores de Göttingen para hacer frente a la pandemia:

"También estamos apuntando a los llamados factores auxiliares que cambian el ARN del virus para que el sistema inmune humano no pueda descomponerlo", dijo Cramer. "Y, por supuesto, nosotros, como biólogos estructurales, esperamos encontrar más objetivos en el virus que abrirán nuevas estrategias terapéuticas en el mediano plazo". (Ad)

Autor y fuente de información

Este texto corresponde a los requisitos de la literatura médica, las pautas médicas y los estudios actuales y ha sido revisado por médicos.

Hinchar:

  • Instituto Max Planck de Química Biofísica: cómo el coronavirus aumenta su composición genética (consultado el 29 de abril de 2020), Instituto Max Planck de Química Biofísica
  • Hillen HS *, Kokic G *, Farnung L *, Dienemann C *, Tegunov D *, Cramer P * (* contribución equivalente): Estructura de la replicación de la polimerasa SARS-CoV-2; bioRxiv, (publicado: 27 de abril de 2020), bioRxiv


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