Los fragmentos de proteínas virales pueden descubrir el misterio detrás de los resultados graves de la COVID-19
Hay muchos misterios persistentes relacionados con la pandemia de COVID-19. Por ejemplo, ¿por qué el SARS-CoV-2, el virus detrás de la enfermedad, causa síntomas graves en algunos pacientes, mientras que muchos otros coronavirus no? ¿Y qué causa que los síntomas extraños persistan incluso después de que la infección haya sido eliminada del sistema de una persona.
El mundo puede tener ahora el comienzo de las respuestas. En un estudio que aparece en la revista Proceedings of the National Academy of Sciences, un equipo de investigación multidisciplinario dirigido por la UCLA explora una forma en que el COVID-19 vuelve el sistema inmunológico, que es crucial para mantener a las personas con vida, contra el propio cuerpo, con efectos potencialmente mortales. resultados.
Utilizando un sistema de inteligencia artificial que desarrollaron, los autores del estudio escanearon toda la colección de proteínas producidas por el SARS-CoV-2 y luego realizaron una serie exhaustiva de experimentos de validación.
Los científicos descubrieron que ciertos fragmentos de proteínas virales, generados después de que el virus SARS-CoV-2 se descompone en pedazos, pueden imitar un componente clave de la maquinaria del cuerpo para amplificar las señales inmunes.
Sus descubrimientos sugieren que algunos de los resultados más graves de la COVID-19 pueden deberse a que estos fragmentos sobreestimulan el sistema inmunológico, provocando así una inflamación desenfrenada en contextos muy diferentes, como tormentas de citoquinas y coagulación sanguínea letal.
El estudio fue dirigido por el autor correspondiente Gerard Wong, profesor de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA y en el departamento de química y bioquímica y en el departamento de microbiología, inmunología y genética molecular de la Facultad de UCLA.
«Lo que encontramos se desvía del cuadro estándar de infección viral», dijo Wong, quien también es miembro del Instituto NanoSystems de California en UCLA. «Los libros de texto nos dicen que después de que se destruye el virus, el huésped enfermo ‘gana’ y se pueden usar diferentes fragmentos de virus para entrenar al sistema inmunológico para un reconocimiento futuro. La COVID-19 nos recuerda que no es tan simple.
«A modo de comparación, si uno supusiera que después de que los alimentos se digieren en sus componentes moleculares, sus efectos en el cuerpo terminan, sería muy liberador; no tendría que preocuparme por la media docena de donas de gelatina que acabo de comer. Comí. Sin embargo, esta simple imagen no es correcta.»
El equipo de investigación descubrió que los fragmentos del SARS-CoV-2 pueden imitar los péptidos inmunes innatos, una clase de moléculas inmunes que amplifican las señales para activar las defensas naturales del cuerpo. Los péptidos son cadenas de aminoácidos como las proteínas, sólo que más cortas.
Estos péptidos inmunes pueden ensamblarse espontáneamente en nuevas estructuras con ARN de doble cadena, una forma especial de molécula esencial para construir proteínas a partir del ADN, que generalmente se encuentra en infecciones virales o es liberada por células moribundas.
El complejo híbrido resultante de péptidos inmunes y ARN bicatenario inicia una reacción en cadena que desencadena una respuesta inmune.
Además de su análisis de IA, los investigadores utilizaron métodos de última generación para dilucidar estructuras biológicas a nanoescala y realizaron experimentos con células y animales.
En comparación con los coronavirus relativamente inofensivos que causan el resfriado común, el equipo descubrió que el SARS-CoV-2 alberga muchas más combinaciones de fragmentos que pueden imitar mejor los péptidos inmunes humanos.
En consonancia con esto, experimentos adicionales con múltiples tipos de células muestran consistentemente que los fragmentos del coronavirus SARS-CoV-2 provocan una respuesta inflamatoria amplificada en comparación con los de un coronavirus del resfriado común. Asimismo, experimentos con ratones muestran que fragmentos del SARS-CoV-2 provocan una enorme respuesta inmune, especialmente en los pulmones.
