Un estudio revela de qué manera manipula las células el virus del COVID-19 para replicarse

Científicos brasileños observaron que la proteína PCNA –presente en el núcleo celular en humanos– interactúa con la proteína M del SARS-CoV-2. En pruebas de laboratorio, la inhibición de este mecanismo con un fármaco redujo la replicación viral entre un 15 % y un 20 %

Por André Julião  |  Agência FAPESP – En un estudio publicado en la revista Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, científicos brasileños de la Universidad de Campinas (Unicamp) y de la Universidad de São Paulo (USP) describieron de qué manera interactúa una proteína humana con una proteína del SARS-CoV-2,  y demostraron así uno de los mecanismos de los que se vale el virus causante del COVID-19 para manipular las células y replicarse.

En pruebas in vitro, los investigadores lograron inhibir la interacción entre las moléculas con un fármaco, y de ese modo redujeron la replicación viral entre un 15 % y un 20 %. Con este resultado, el grupo de científicos espera contribuir al desarrollo de nuevos tratamientos contra el COVID-19.

“La proteína humana conocida como PCNA [las siglas de Proliferating Cell Nuclear Antigen] interactúa con la proteína M [matriz] del SARS-CoV-2, una de las moléculas que componen la membrana del virus y que le imprimen su forma. Este descubrimiento en sí mismo muestra una de las maneras mediante las cuales el patógeno manipula la función de las células para poder proseguir su ciclo de vida”, explica Fernando Moreira Simabuco, docente de la Facultad de Ciencias Aplicadas (FCA) de la Unicamp, con sede en la localidad paulista de Limeira, quien coordinó el estudio apoyado por la FAPESP. 

En el laboratorio, el grupo aplicó distintas técnicas para demostrar de qué manera la presencia de la proteína M del virus en el organismo hace que la PCNA −una proteína que toma parte en la reparación del ADN− migre desde el núcleo de las células, en donde normalmente se encuentra, hacia el citoplasma, la zona en donde se ubican los orgánulos responsables de importantes funciones celulares.

Según los investigadores, esta migración demuestra que las proteínas virales y humanas están interactuando entre sí, lo que se corroboró mediante la aplicación de otras metodologías.

Otra forma de verificar este fenómeno consistió en emplear un compuesto que inhibe la migración de proteínas desde el núcleo hacia el citoplasma. Tanto en células tratadas con un compuesto específico para la PCNA como con ese otro que inhibe la migración de distintas proteínas, la PCNA inclusive, el coronavirus tuvo una replicación entre un 15 % y un 20 % menor cuando se lo comparó con los virus que estaban en células sin ningún tratamiento.

“Si hubiésemos pensando en una terapia, esa disminución podría no ser significativa. Pero el principal objetivo era demostrar esa interacción y que ella puede erigirse como un blanco de futuros tratamientos”, dice Moreira Simabuco.

En colaboración con investigadores del Departamento de Patología de la Facultad de Medicina de la USP, se analizaron también muestras de tejido pulmonar obtenidas durante autopsias de pacientes muertos a causa del COVID-19 (lea más en: agencia.fapesp.br/32966/). 

Se observó un aumento de la expresión tanto de la proteína PCNA como de gammaH2AX, una proteína considerada como un marcador del daño en el ADN, lo que refuerza los resultados.

“Este dato puede indicar una consecuencia más de la infección provocada por el coronavirus”, dice Moreira Simabuco.

Este trabajo tiene como primera autora a Érika Pereira Zambalde, posdoctoranda en la FCA-Unicamp bajo la supervisión de Moreira Simabuco.

Un nuevo camino

Junto con las proteínas E y S, la proteína M se adhiere a la membrana que envuelve al SARS-CoV-2, y es la más abundante de las cuatro principales proteínas estructurales del virus, que llevan ese nombre pues le dan la forma al patógeno. Por eso viene siendo tenida como un blanco potencial para la elaboración de medicamentos y vacunas.

A su vez, la proteína S, de la espícula (spike, en inglés), es la más conocida debido a su papel en la unión con el receptor humano, que la convirtió en el blanco de las principales vacunas actuales.

Por otra parte, la proteína humana PCNA es bastante estudiada en el contexto del cáncer, el tema de un proyecto a cargo de Moreira Simabuco en la FCA-Unicamp. Con todo, en las infecciones provocadas por virus, muy poco se sabe sobre el papel de dicha proteína humana.

Por ende, el artículo ahora publicado allana el camino hacia la realización de nuevos estudios sobre esa interacción entre el coronavirus y esta molécula, que facilitarían el desarrollo de tratamientos. Un nuevo paso consistiría en la validación de estos descubrimientos en modelos animales, pero esto aún no se encuentra previsto.

Una parte de los experimentos se concretó en el Laboratorio de Estudios de Virus Emergentes (LEVE), coordinado por José Luiz Proença Módena en el Instituto de Biología (IB) de la Unicamp, que cuenta con el apoyo de la FAPESP.

El estudio contó también con la colaboración de los grupos de investigación coordinados por Armando Morais Ventura, docente del Instituto de Ciencias Biomédicas (ICB) de la USP, y Henrique Marques-Souza, docente del IB-Unicamp.

Puede leerse el artículo intitulado Characterization of the Interaction Between SARS-CoV-2 Membrane Protein (M) and Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) as a Potential Therapeutic Target en el siguiente enlace: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2022.849017.