El virus SARS-CoV-2, que causa el COVID-19, tiene una estructura similar a otros dos virus que han causado brotes recientes: el SARS-CoV, que causó un brote de SARS en 2003, y MERS-CoV, la causa de un brote de síndrome respiratorio de Oriente Medio en 2012.

Ahora los científicos informan sobre investigaciones a nivel molecular de estos tres virus que proporcionan una posible vía hacia nuevos medicamentos antivirales para combatir las tres enfermedades.

Según publican en 'The Journal of Chemical Physics', los investigadores de la Facultad de Farmacia de la Universidad de Maryland, en Estados Unidos, observaron una proteína viral que juega un papel clave en la capacidad del virus para replicarse una vez dentro del cuerpo.

Esta proteína también juega un papel en la derrota del sistema inmunológico del huésped, por lo que proporciona un objetivo particularmente atractivo para posibles tratamientos farmacológicos.

La proteína, una enzima conocida como proteasa similar a la papaína, PLPro, es casi idéntica en el SARS-CoV-2 y el SARS-CoV, pero es ligeramente diferente en el MERS-CoV. Muy recientemente, la primera radiografía estructural de esta enzima reveló una forma en el dominio catalítico similar a una mano con "pulgar", "palma" y "dedos".

El pulgar y la palma se unen para formar un sitio de unión, donde una molécula de fármaco podría potencialmente ser capturada. Los dedos se pliegan sobre esta región y brindan integridad estructural que es esencial para la actividad PLPro.

Cambios en el pH

Los investigadores descubrieron que pequeños cambios en el pH podrían cambiar la forma de esta enzima a través de un proceso conocido como protonación, donde los iones de hidrógeno se unen a ciertas unidades de aminoácidos en la proteína. "El cambio de estado de protonación es un importante mecanismo de transducción de energía", señala la autora, Jana Shen.

El coautor Jack Henderson añade que "la proteína de pico de coronavirus, por ejemplo, hace uso de conmutadores de estado de protonación para inducir grandes cambios conformacionales necesarios para la fusión de membranas".

La fusión de membranas es el primer paso en la infección. Un virus se adhiere a la membrana externa de una célula, abriéndose camino hacia adentro, donde puede comenzar a formar copias de sí mismo que se extienden por todo el cuerpo.

Otra característica clave del sitio de unión PLpro es una cadena de unidades de aminoácidos llamada bucle BL2. Los investigadores encontraron que este bucle puede abrirse o cerrarse en los virus del SARS cuando un aminoácido en particular en el bucle está protonado o desprotonado. En el virus MERS, sin embargo, el bucle es flexible incluso sin tal aminoácido.

Esta característica sugiere que un fármaco potencial podría apuntar al bucle BL2, provocando que se cierre y se una estrechamente a un inhibidor viral. "Nuestro trabajo proporciona un punto de partida para futuras investigaciones mecánicas que utilizan enfoques de nivel superior", destaca Shen. (I)