En un avance prometedor en la lucha contra las variantes emergentes del SARS-CoV-2, investigadores del Centro de Biología Molecular Severo Ochoa (CBM-CSIC-UAM) y del Instituto Distrital de Ciencia, Biotecnología e Innovación en Salud (IDCBIS) han desarrollado moléculas con potencial neutralizante contra las nuevas variantes del virus. Este innovador enfoque, basado en el diseño computacional, abre una puerta a futuras terapias más efectivas no solo para el SARS-CoV-2, sino también para otros coronavirus de la familia de los Sarbecovirus.
Diseño computacional
El equipo de investigación, en colaboración con el Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), ha desarrollado un tipo de péptidos, moléculas pequeñas que actúan como bloques de construcción de proteínas, llamados miniACE2. Estos péptidos se han diseñado utilizando herramientas computacionales que simulan la estructura tridimensional del receptor ACE2, la principal vía de entrada del virus a las células humanas.
Los péptidos miniACE2 simulan la estructura tridimensional del receptor ACE2, la principal vía de entrada del virus a las células humanas
El SARS-CoV-2 utiliza su proteína espiga (o spike) para unirse al receptor ACE2 en la superficie de las células humanas, permitiendo su ingreso y posterior replicación. Los miniACE2 imitan la estructura del receptor ACE2 humano, «engañando» al virus para que se una a ellos en lugar de a las células humanas, bloqueando así la entrada del virus y neutralizando su capacidad de infección. Esta estrategia ha demostrado ser efectiva en ensayos ‘in vitro’ contra las variantes circulantes del SARS-CoV-2 en 2024, incluyendo aquellas que han mostrado evasión inmunológica.
Metodología innovadora
El proceso de diseño de los péptidos miniACE2 representa una sinergia entre la biología molecular y la informática. Mediante técnicas avanzadas de simulación de dinámica molecular, los investigadores diseñaron fragmentos del receptor ACE2 que pudieran unirse de forma efectiva a la proteína spike del virus. Estas simulaciones permitieron seleccionar los péptidos con la mayor afinidad teórica por el virus, evaluando sus propiedades en términos de energía de unión.
Los resultados fueron altamente prometedores: al menos dos de los péptidos ensayados demostraron una capacidad significativa para neutralizar la infectividad del virus
Tras la etapa de diseño computacional, los péptidos se sintetizaron en laboratorio y probados en condiciones controladas frente a las variantes emergentes del SARS-CoV-2. Los resultados fueron altamente prometedores: al menos dos de los péptidos ensayados demostraron una capacidad significativa para neutralizar la infectividad del virus, mostrando una fuerte actividad antivírica en los ensayos realizados.
Aplicaciones terapéuticas
Una de las ventajas clave de los miniACE2 es su versatilidad para usarse en diferentes plataformas terapéuticas. Estos péptidos podrían ser administrados por inhalación, actuando directamente en las vías respiratorias superiores, el principal sitio de entrada del virus. Además, existe la posibilidad de incorporarlos en sistemas de terapia celular avanzada, como los receptores de antígenos quiméricos (CAR), que dirigen específicamente las células infectadas por el virus.
Este enfoque terapéutico podría ser crucial no solo para combatir el SARS-CoV-2 y sus variantes, sino también para proporcionar una solución ante nuevas epidemias
Este enfoque terapéutico podría ser crucial no solo para combatir el SARS-CoV-2 y sus variantes, sino también para proporcionar una solución ante nuevas epidemias. El diseño basado en el receptor ACE2 no solo es efectivo contra las variantes actuales del virus, sino que tiene el potencial de bloquear otros miembros de la familia de los Sarbecovirus, una clase de coronavirus que incluye al SARS-CoV y al MERS-CoV.
Un horizonte más allá de las vacunas: Una solución para futuras pandemias
Si bien las vacunas han demostrado ser efectivas para reducir la mortalidad y la severidad de la COVID-19, la continua evolución del SARS-CoV-2 plantea desafíos a largo plazo. Las variantes emergentes que escapan parcialmente a la inmunidad inducida por las vacunas han puesto en evidencia la necesidad de desarrollar terapias adicionales.
Estos péptidos podrían actuar como una «red de seguridad» contra futuras variantes del SARS-CoV-2 que podrían escapar a la protección vacunal
Los péptidos miniACE2 ofrecen una posible solución a esta amenaza. Dado que están basados en el receptor celular ACE2, es menos probable que el virus desarrolle mutaciones que puedan evadir este tipo de inhibidores sin comprometer su capacidad para infectar células humanas. De hecho, estos péptidos podrían actuar como una «red de seguridad» contra futuras variantes del SARS-CoV-2 que podrían escapar a la protección vacunal.
Además, los miniACE2 podrían tener aplicaciones en personas inmunocomprometidas o que no puedan recibir vacunas por razones médicas. Para este grupo de pacientes, las opciones terapéuticas actuales son limitadas, y una intervención que bloquee directamente la entrada del virus a las células podría ofrecer una solución más efectiva.
Colaboración internacional
Este avance es un ejemplo de la importancia de la colaboración científica internacional. Los laboratorios en España y Colombia han unido sus capacidades en biología computacional y experimental para desarrollar una nueva herramienta terapéutica contra el SARS-CoV-2. Este enfoque multidisciplinario no solo acelera la innovación, sino que también refuerza la capacidad global de respuesta ante futuras amenazas virales.
La investigación también se reconoció por su publicación en la revista International Journal of Molecular Sciences, destacando la importancia de compartir los avances científicos en tiempo real para el beneficio de la comunidad médica global.
Futuras implicaciones
El desarrollo de los miniACE2 abre nuevas vías para el tratamiento de infecciones virales en un mundo donde la aparición de nuevas pandemias es una posibilidad latente. Estos péptidos podrían ser incorporados en las primeras líneas de defensa contra futuros virus de la familia de los Sarbecovirus, proporcionando una respuesta temprana y eficaz en futuras emergencias sanitarias.
Los miniACE2 no solo ofrecen una prometedora alternativa terapéutica para las variantes actuales del virus, sino también una solución potencial para futuras pandemia
En conclusión, el trabajo de los investigadores del CBM-CSIC y del IDCBIS representa un avance significativo en la lucha contra el SARS-CoV-2 y otros coronavirus. Los miniACE2 no solo ofrecen una prometedora alternativa terapéutica para las variantes actuales del virus, sino también una solución potencial para futuras pandemias, destacando el papel crucial del diseño computacional en el desarrollo de nuevas estrategias antivirales.
