Los científicos de la Universidad de Columbia Británica han revelado, por primera vez en el mundo, el análisis a nivel molecular de la proteína de pico omicron

Estructura atómica de la proteína de pico variante Omicron (violeta) unida al receptor ACE2 humano (azul).

Investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Columbia Británica son los primeros en realizar un análisis estructural a nivel molecular de la proteína de pico variante Omicron.

El análisis, realizado con resolución subatómica mediante microscopía crioelectrónica, revela cómo la variante altamente mutada infecta las células humanas y es altamente inmuno-evasiva. Los resultados arrojan nueva luz sobre por qué Omicron es tan altamente transmisible y ayudarán a acelerar el desarrollo de tratamientos más efectivos.

El Dr. Sriram Subramaniam (Él / Él), profesor en el Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Facultad de Medicina de la UBC, analiza las implicaciones de la investigación de su equipo, que actualmente está siendo revisada por pares y está disponible como plataforma introductoria en bioRxiv.

Dr. Sriram Subramaniam (Él / Él)

¿Qué examinó en este estudio?

La variante Omicron no tiene precedentes por tener 37 mutaciones de proteínas de pico, es decir, de tres a cinco veces más mutaciones que cualquier otra variante que hayamos visto.

Esto es importante por dos razones. Primero, porque la proteína de pico es la forma en que el virus se adhiere e infecta a las células humanas. En segundo lugar, porque los anticuerpos se adhieren a la proteína de pico para neutralizar el virus. Por lo tanto, las pequeñas mutaciones en la proteína pico tienen implicaciones potencialmente grandes sobre cómo se transmite el virus, cómo nuestro cuerpo lo combate y la efectividad de los tratamientos.

Nuestro estudio utilizó Microscopio electrónico y otras pruebas para comprender cómo las mutaciones afectan el comportamiento de la variante Omicron a nivel molecular.

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¿Qué revela su análisis?

Vemos que varias mutaciones (R493, S496 y R498) crean nuevos puentes de sal y enlaces de hidrógeno entre la proteína de pico y el receptor de células humanas conocido como ACE2. Esto parece aumentar la afinidad de unión, la fuerza con la que el virus se adhiere a las células humanas, mientras que las otras mutaciones (K417N) disminuyen la fuerza de este vínculo.

En general, los resultados muestran que Omicron tiene una mayor afinidad de unión que el virus original, a niveles más comparables a los que vemos con la variante delta. Sorprendentemente, la variante Omicron ha evolucionado para conservar su capacidad de unirse de manera eficiente a las células humanas a pesar de estas mutaciones generalizadas.

El modelo atómico muestra nuevos puentes de sal y enlaces de hidrógeno (en amarillo) entre la proteína de pico variante Omicron y el receptor ACE2 humano.

¿Qué pasa con la eficacia de los anticuerpos?

Nuestros experimentos confirman lo que vemos en el mundo real: que la proteína de pico Omicron es mucho mejor que otras variantes para evadir los anticuerpos monoclonales que se usan comúnmente como terapéuticos, así como para evadir la inmunidad derivada tanto de vacunas como de infecciones naturales.

En particular, Omicron fue menos esquivo de la inmunidad inducida por la vacuna, en comparación con la de la infección natural en pacientes COVID-19 no vacunados. Esto sugiere que la vacunación sigue siendo nuestra mejor defensa contra la variante Omicron.

¿Qué nos dicen estos cambios a nivel molecular sobre el comportamiento general de la variante Omicron?

Es posible que las dos características que vemos como resultado de mutaciones proteicas elevadas (unión fuerte a células humanas y evitación de anticuerpos aumentados) sean factores que contribuyen al aumento de la transmisibilidad de la variante Omicron. Estos son los mecanismos fundamentales que alimentan la rápida propagación de la variante y por qué Omicron podría convertirse en la variante dominante de SARS-CoV-2 tan rápidamente.

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¿Cómo nos ocupamos de una variante altamente eficaz de evadir la inmunidad?

La buena noticia es que el conocimiento de la estructura molecular de la proteína de pico nos permitirá desarrollar terapias más efectivas contra Omicron y variantes relacionadas en el futuro. Comprender cómo el virus se adhiere e infecta a las células humanas significa que podemos desarrollar tratamientos que interrumpan este proceso y neutralicen el virus.

Un enfoque importante de nuestro equipo es comprender mejor la asociación de anticuerpos neutralizantes y qué tratamientos serán efectivos en una amplia gama de variables, y cómo se pueden utilizar para desarrollar terapias antivariantes.

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