Científicos rastrearán genes vinculados con la replicación del nuevo coronavirus

En el marco de un estudio que se lleva adelante en el Centro de Investigaciones en Enfermedades Inflamatorias, que cuenta con el apoyo de la FAPESP, en Brasil, se apunta a hallar información genética esencial en los procesos que el virus SARS-CoV-2 desencadena dentro de las células humanas

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Científicos del Centro de Investigaciones en Enfermedades Inflamatorias (CRID), con sede en la Universidad de São Paulo (USP, Brasil), están investigando cuáles son los genes determinantes para la replicación del nuevo coronavirus (SARS-CoV-2) dentro de las células de las personas infectadas.

“Analizaremos todo el genoma de las células humanas para determinar qué genes son importantes en el ciclo del virus dentro de las células infectadas. Se trata de un estudio amplio y que, aunque no aporte respuestas inmediatas, en el futuro expandirá sobremanera la comprensión acerca del papel de cada gen en la biología del virus”, dice Thiago Mattar Cunha, el investigador del CRID que lidera este estudio apoyado por la FAPESP.

El CRID es un Centro de Investigación, Innovación y Difusión (CEPID) financiado por la FAPESP y cuya base está instalada en la Facultad de Medicina de Ribeirão Preto de la Universidad de São Paulo (FMRP-USP).

Todos los virus utilizan mecanismos de las células del huésped para replicarse. Esto no es distinto con el SARS-CoV-2. Pese a que el nuevo coronavirus tiene capacidad para multiplicarse, carece de aparato enzimático, por ejemplo, debido a su estructura sencilla, como así también adolece de un sistema de generación de energía, y sus recursos son limitados.

De este modo, cuando una persona se infecta, el virus se aloja dentro de las células y debe valerse de la maquinaria celular para efectuar copias de su propio material genético (en el caso del SARS-CoV-2, un ARN). Solo así le es posible completar ese ciclo de replicación y romper la membrana de las células para concretar nuevas invasiones, dando inicio al proceso inflamatorio de la enfermedad.

El estudio del CRID apunta a investigar la capacidad de las células huéspedes para permitir que el virus se multiplique con una mayor o menor facilidad. “Para eso aplicaremos un abordaje distinto. Normalmente se elige una proteína o un gen que pueda tener un rol importante y, con base en esa selección, se investigan las acciones del virus. Pero con este abordaje rastrearemos en todo el genoma humano qué genes son importantes y qué proteínas codifican para investigar a partir de esto su influencia en el ciclo viral”, explica.

De acuerdo con Mattar Cunha, con este abordaje es posible identificar genes y proteínas que aún no han sido estudiados, a los efectos de profundizar el conocimiento acerca de cómo transcurre esta interacción.

Para seleccionar los genes más importantes, el grupo de investigadores empleará una base de datos ya constituida, de manera tal de identificar factores críticos en el genoma humano para la infección y la replicación del SARS-CoV-2. La biblioteca CRISPRko está compuesta de 80 mil guías, diseñados para distintas áreas de genes distintos del genoma (alrededor de 18 mil genes) de una célula humana.

Esta biblioteca se erigió mediante el empleo de la técnica de edición de genes CRISPR/Cas9, una herramienta molecular que permite insertar o eliminar nucleótidos (bloques de construcción del material genético) e incluso genes enteros del genoma. Cada uno de los 80 mil guías corresponde a sitios específicos del genoma hacia donde puede orientarse a la enzima Cas9 para efectuar la escisión (cortar partes) del ADN, como una operación de edición genética.

“Con el proceso de edición es como si hubiese una mutación en la zona, que genera el denominado codón de terminación precoz. Esto impide la transcripción de un gen específico, inactivándolo y, por ende, impidiendo que se produzca una determinada proteína de la célula”, afirma.

Mattar Cunha remarca que el nombre de CRISPRko hace referencia al empleo de la enzima Cas9 para ‘cortar’ el genoma, lo que genera la deleción [Ko] de un gen específico. “Esperamos identificar entre 40 y 100 genes que estén de alguna manera relacionados con el proceso de replicación e infección”, declara Mattar Cunha a Agência FAPESP.

Después del rastreo, los investigadores infectarán células epiteliales pulmonares (con el gen que se estudiará activado o inactivado) con una cepa de SARS-CoV-2, y así monitorearán la participación de esos genes y proteínas en la replicación del virus.

“Al final de esas dos etapas, probablemente hayamos determinado un conjunto de genes con un papel importante en ese ciclo del virus. De este modo, será posible saber también cuáles proteínas están implicadas en las distintas etapas del ciclo, como cuando el virus deja disponible el ARN mensajero dentro de la célula, o en el desarrollo de un nuevo núcleo de cápsida que lo llevará a romper la membrana celular y afectar a otras células”, informa.

En simultáneo con el trabajo de identificación de genes, los investigadores están desarrollando también dos linajes de ratones transgénicos que, al contrario de lo que sucede con especímenes sin modificación genética, se infectan con el nuevo coronavirus.

“Estamos desarrollando en laboratorio estos linajes que pueden contribuir con distintas líneas de investigación acá en el CRID. Luego de rastrear el genoma y de realizar los experimentos en cultivos celulares, esperamos proseguir con las investigaciones en modelos animales”, dice.