¿Cómo el coronavirus multiplica su material genético?

Para lograrlo, el virus del coronavirus tiene que multiplicar su material genético, lo cual hace gracias a la enzima polimerasa.

Cuando alguien se infecta con el nuevo coronavirus SARS-CoV-2, el patógeno prolifera rápidamente en las células de la persona infectada. Para hacerlo, el virus tiene que multiplicar su material genético, que consiste en una sola cadena larga de ARN.

Esta tarea la realiza la “máquina copiadora” viral, la llamada polimerasa –– enzima capaz de transcribir o replicar ácidos nucleicos ––.

Investigadores dirigidos por Patrick Cramer en el Instituto Max Planck de Química Biofísica en Gotinga, Alemania, determinaron la estructura 3D de la corona polimerasa.

Esto hace posible ahora investigar cómo funcionan los medicamentos antivirales como remdesivir, que bloquea la polimerasa, y buscar nuevas sustancias inhibidoras.

“En vista de la pandemia actual, queríamos ayudar”, expresó el director de Max Planck, Cramer. “Tenemos una amplia experiencia en el estudio de las polimerasas”. Por lo tanto, era obvio para los científicos qué proyecto elegir.

“Nos sorprendió descubrir que la estructura de la coronavirus polimerasa es especial: difiere de otras estructuras que hemos estado investigando hasta ahora”, explicó Hauke ​​Hillen.

La coronavirus polimerasa se une al ARN de la misma manera que se conoce de otros tipos de virus. Sin embargo, esta polimerasa comprende un elemento adicional con el que se une al ARN hasta que haya copiado el material genético.

Esto es importante para el virus de la corona, ya que su genoma consta de alrededor de 30 mil bloques de construcción y, por lo tanto, es particularmente largo, por lo que copiar es un desafío importante.

Vista 3D de la coronavirus polimerasa. El material genético (ARN) se representa en azul y rojo. Crédito: Sociedad Max Planck

¿CÓMO ATACA EL CORONAVIRUS A LOS PULMONES?

Comprender cómo funcionan los antivirales

Saber cómo se construye la coronavirus polimerasa a escala atómica abre nuevas posibilidades para comprender mejor y combatir el patógeno.

Ahora bien, el próximo paso para el equipo de Cramer es investigar a detalle cómo las sustancias antivirales bloquean la proliferación de coronavirus.

“Muchas investigaciones y esperanzas se encuentran en el medicamento  remdesivir, que bloquea directamente la polimerasa. Con la estructura en cuestión, podría ser posible optimizar sustancias existentes como remdesivir y mejorar su efecto. Pero también queremos buscar nuevas sustancias que puedan detener la virus polimerasa”, dijo Cramer.

Los investigadores de Gotinga ya han publicado sus resultados en un manuscrito en internet.

Corona polimerasa con un aumento de 100 mil veces

El camino hacia la estructura tridimensional de la corona polimerasa era rocosa. “Primero, tuvimos que reconstruir la polimerasa de tres proteínas purificadas. Después de cierta optimización, finalmente fue funcional en el tubo de ensayo”, explicó Goran Kokic. “Sólo entonces pudimos estudiar cómo funciona”.

Luego, el equipo examinó las muestras en el microscopio electrónico con un aumento de más de 100 mil veces, y en la primera decepción se estableció: “

“Aunque tomamos fotos durante todo el día durante diez días y noches, no pudimos obtener información detallada sobre el estructura “, recordó Christian Dienemann, experto en microscopía electrónica.

Por su parte, Dimitry Tegunov, experto en procesamiento de datos del grupo que también programó el software para procesar grandes volúmenes de datos de imágenes en poco tiempo, dijo:

“Sin embargo, una muestra se veía diferente, de alguna manera extraña. Nuestro primer pensamiento fue descartarlo. Afortunadamente, no lo hicimos: esta muestra, sobre todo, nos proporcionó los datos de alta calidad que necesitábamos.”

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