Descobreixen com es comunica el SARS-CoV-2 amb les cèl·lules humanes

Una investigació internacional amb participació barcelonina ha descobert com es comunica amb les cèl·lules humanes el coronavirus SARS-CoV-2 i ha trobat més de 200 interaccions de proteïna a proteïna entre el patogen i les cèl·lules que toca.

L'estudi, publicat en la revista Nature Biotechnology, es va plantejar respondre tres preguntes. Primer, quines són exactament les interaccions moleculars entre el virus causant de la covid-19 i l'hoste humà. Segon, com pot manifestar-se de manera diferent la malaltia segons les diferències genètiques de l'ésser humà. I, en tercer lloc, com difereixen les variants del virus, encara emergents, en les interaccions amb l'hoste.

La investigació l'ha duta a terme un consorci internacional dirigit per Pascal Falter-Braun, director de l'Institut Helmholtz de Biologia de Xarxes de Munic, a Alemanya. El grup inclou equips del Canadà, els Estats Units, França, Espanya i Bèlgica. Científics del laboratori de Bioinformàtica Estructural i Biologia de Xarxes de l'Institut d'Investigació Biomèdica de Barcelona (IRB), dirigit per Patrick Aloy, han contribuït al treball analitzant la xarxa d'interaccions entre el virus i les cèl·lules humanes.

Entre altres coses, el grup científic han descobert que moltes proteïnes virals mostren una preferència d'unió a dominis estructurals específics presents en diverses proteïnes humanes. "Comprendre millor les interaccions del virus amb les cèl·lules és clau per a evitar-les i, així, evitar també la infecció" ha exposat Aloy. De fet, el consorci ja ha provat "amb èxit" alguns compostos amb aquest objectiu. Ara, estudis posteriors avaluaran com la variabilitat genètica dels hostes humans afecta les interaccions, ha afegit.

A diferència dels anteriors estudis sobre associacions proteíniques, ara han pogut identificar amb precisió els contactes proteínics directes entre el virus i l'hoste. En examinar de prop aquest conjunt d'interaccions proteiques directes —"contactoma"—, l'equip ha trobat cadenes de connexions entre les proteïnes víriques i els gens humans rellevants per a la infecció.

Per exemple, han aconseguit rastrejar connexions entre certes proteïnes del SARS-CoV-2 i proteïnes humanes codificades pels gens que s'han relacionat amb una probabilitat major de patir covid-19 greu en altres estudis. També s'han localitzat connexions entre les proteïnes virals i els gens implicats; per exemple, en trastorns metabòlics com l'obesitat i la diabetis.

Ja se sabia que les diferències genètiques en l'ésser humà exerceixen un paper important en el curs i la gravetat d'una infecció per covid-19. Ara, s'ha anat un pas més enllà perquè, gràcies a identificar els punts de contacte moleculars, és possible examinar els mecanismes subjacents, segons la investigació.

Una de les primeres qüestions que s'ha pogut demostrar és que vies rellevants de senyalització inflamatòria són activades directament pel virus, uns contactes que podrien explicar l'exagerada reacció inflamatòria, que exerceix un paper clau en els casos greus de covid-19. El grup científic ha vist també que els contactes proteïna-proteïna no sols apunten a impactes en la funció de les cèl·lules humanes i el sistema immunitari humà, sinó també en la funció del SARS-CoV-2, inclosa la velocitat de replicació del virus.

Després de veure la influència mútua de les connexions proteïna-proteïna, l'equip de l'IRB ha elaborat un mapa sistemàtic de contactes —mapa del concatoma— que apunta a moltes possibles dianes farmacològiques. Creuen que servirà de plataforma perquè la comunitat científica estudie amb més detall les interaccions individuals i comprenga l'impacte en els mecanismes moleculars i la progressió clínica, per a així descobrir punts de partida per a noves estratègies terapèutiques.