Buscan optimizar la producción de una proteína del SARS-CoV-2

La proteína espiga o S ubicada en la superficie del SARS-CoV-2 no sólo le da su forma de corona, también le permite adherirse a receptores específicos de las células a infectar. Actualmente, es utilizada en numerosos estudios que buscan entender aspectos básicos del funcionamiento del virus y de la enfermedad que provoca.

Un grupo de investigación del Cinvestav, encabezado por Edgar Morales Ríos, del Departamento de Bioquímica, se ha encargado de producir esta proteína en una bacteria, específicamente el fragmento llamado dominio de unión al receptor (RBD, por sus siglas en inglés), a través del cual el nuevo coronavirus logra entrar a las células humanas.

El investigador identificó que este segmento es una de las proteínas necesarias para llevar a cabo diversas pruebas experimentales y entender la inflamación exacerbada en pacientes de covid-19, y con ello evaluar la respuesta inmune ante la enfermedad; además de otros temas relacionados con la unión de la proteína viral y los receptores de las células humanas.

En el mercado internacional existe el segmento RBD de la proteína espiga producido en células humanas, el costo para su obtención es de aproximadamente 500 dólares por 100 microgramos, mientras que en el laboratorio del investigador se genera 10 veces más por el mismo precio.

Pero, en vista de que la producción de la proteína en una bacteria conlleva mucho tiempo, con el apoyo financiero de la Agencia Mexicana de Cooperación Internacional para el Desarrollo (AMEXID), de la Secretaría de Relaciones Exteriores, se buscará optimizar el proceso.

Los resultados de este trabajo permitirán mejorar la fabricación de proteínas virales en bacterias, lo cual tendría un impacto positivo en el estudio del nuevo coronavirus, la enfermedad que ocasiona y otros padecimientos infecciosos, incluidos los provocados por patógenos emergentes, dijo Morales Ríos.

Cabe destacar que el fragmento RBD obtenido en el laboratorio del investigador, por sí solo es inocuo para los humanos. Además, está disponible sin costo para los grupos de investigación que lo requieran, ya sea del Cinvestav o de alguna otra institución nacional e internacional.

En cuanto a los pasos para obtener la proteína (el segmento RBD), uno de ellos es proporcionarle a la bacteria Escherichia coli, ampliamente utilizada en la industria biotecnológica, el material genético con el que puede expresarla en grandes cantidades.

Una vez sintetizada, la proteína se encapsula en compartimentos dentro de la bacteria llamados cuerpos de inclusión. Para recuperarla, se realiza su extracción a través de la ruptura de las células del microorganismo por ultrasonido.

Y como la proteína expresada en E. coli suele estar unida a diversas macromoléculas generadas de forma natural por esta bacteria, se emplean métodos cromatográficos para separarla, tratando de no perder grandes cantidades de ésta.

Sin embargo, la conformación tridimensional de la proteína ya purificada es diferente a la del nuevo coronavirus, esto hace necesario agregar un conjunto de sustancias para desdoblarla por completo y después regresarla lentamente a una conformación fisiológica específica y conseguir que tenga la misma actividad biológica; por ejemplo, que se una a los anticuerpos de pacientes infectados por el SARS-CoV-2.

La modificación de la estructura tridimensional de la proteína toma mucho tiempo, razón por la cual Morales Ríos busca evitar la formación de los cuerpos de inclusión.

Para ello, trabaja con técnicas de biología molecular a fin de optimizar la secuencia de material genético, a partir de la cual la bacteria puede fabricar la proteína del nuevo coronavirus.

En el proyecto también participan Jessica Filisola Villaseñor, Dan Zavala Vargas, Dulce Lugo Gil, estudiantes de doctorado del Departamento de Bioquímica, y Daniela Roa Velázquez del Programa de Doctorado en Nanociencias y Nanotecnología.

Por el momento, la proteína que se obtiene en el laboratorio de Morales Ríos, y de la cual se ha comprobado tiene la misma actividad biológica que la del SARS-CoV-2, se destina a proyectos relacionados con el nuevo coronavirus de 13 grupos de investigación del Cinvestav y a uno del Instituto Nacional de Perinatología.

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