Imagenología en tiempo real muestra la forma como el SARS-CoV-2 ataca las células humanas

Investigadores de todo el mundo han tratado de comprender cómo el SARS-CoV-2 interactúa y penetra en las células huésped para bloquear el escenario y detener la aparición de la COVID-19. El virus SARS-CoV-2 utiliza las proteínas Spike para movilizar su ADN viral hacia una célula huésped, mientras que los receptores ACE2, que son proteínas de células humanas, abren la puerta al ataque. En estudios anteriores, los investigadores habían podido etiquetar estas proteínas receptoras con una proteína verde fluorescente para visualizar sus movimientos. Sin embargo, los detalles sobre las interacciones de las proteínas Spike se han recopilado principalmente a partir de ensayos bioquímicos o de proximidad y pruebas con proteínas y partes de proteínas extraídas del virus: “partículas-pseudo-virales” según el informe de Phys.org. Como resultado de la falta de etiquetado fluorescente de estas proteínas virales, los investigadores no han podido obtener imágenes de su papel en la unión al receptor ACE2 y la internalización posterior: endocitosis.

Los científicos de NCATS que ya habían comenzado a trabajar en varios ensayos de imágenes para cánceres, virus y enfermedades de almacenamiento lisosómico, utilizaron su experiencia con nanopartículas para la entrega celular y la biosensación para ayudar en la búsqueda de tratamientos con medicamentos contra la COVID-19. El equipo comenzó a buscar posibles formas de aplicar las técnicas de conjugación proteína-nanoestructura. Con dos proteínas que comparten una afinidad de unión, un punto cuántico unido a una y una nanopartícula fluorescente unida a la otra, la unión entre las dos proteínas acercó las nanoestructuras lo suficiente para que ocurriera la transferencia de energía entre ellas. La extinción de la fluorescencia resultante permitió a los científicos controlar la unión a proteínas, afirma el informe de Phys.org.

Luego, los científicos desarrollaron un “pseudovirión” con las partes potentes de la proteína Spike del SARS-CoV-2 (donde se encuentra el dominio de unión al receptor) unidas al punto cuántico de tal manera que las proteínas Spike continúan atacando y penetrando células similares a un virus activo. Para observar el pseudovirión interactuando con ACE2 en una célula real, se requirió que el punto cuántico en el pseudovirión pudiera emitir a una longitud de onda que fuera simple de diferenciar de la proteína verde fluorescente en ACE2, en contra de la optimización de la extinción de nanopartículas. Usando las dos señales claras, los científicos de NCATS rastrearon la unión de las dos proteínas y la subsecuente endocitosis. El equipo también pudo ver que la unión y la endocitosis se detuvieron en presencia de dos anticuerpos de prueba.

“Lo que hacemos aquí es visualizar la unión de la proteína Spike a ACE 2 (enzima convertidora de angiotensina 2)”, dijo a Phys.org, Kirill Gorshkov, científico investigador de NCATS. “De hecho, puede ver que eso sucede en tiempo real. Esa es la belleza de este ensayo y por eso creemos que será importante para el cribado de medicamentos”.

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Centro Nacional para el Avance de las Ciencias Traslacionales de los NIH