En Navarra, como en todo el mundo, el mundo científico se ha volcado en la lucha contra el coronavirus, que es el centro de un buen número de líneas de investigación. Dos de ellas, con participación de científicos navarros, ha tenido últimamente su reflejo en las revistas científicas más prestigiosas del mundo. Una de ellas, que tiene entre sus firmantes al pamplonés Íñigo Barrio Hernández, fue liderada por la Universidad de Carolina aunque une a distintas instituciones, y se fija en las proteínas del virus y las humanas. La otra, en la que colabora el CIMA entre otros centros, ha investigado la acción del virus en el riñón.

 

En marzo, cuando la crisis del coronavirus apenas había comenzado en España, un grupo de científicos hizo público un artículo que la revista Nature todavía tenía en estado de preprint, es decir, en revisión antes de su publicación. Se trata de una investigación que contrasta las proteínas de las células humanas con la del virus causante de la covid-19. Entre sus firmantes está un pamplonés de 33 años, Íñigo Barrio Hernández, un experto en bioinformático que trabaja ahora el Instituto Europeo de Bioinformatica (EMBL-EBI), situado en Hinxton, Inglaterra.

¿Para qué comparar proteínas humanas con las del virus?

Ayudar a priorizar medicamentos ya aprobados y nuevos compuestos para probar contra el SARS-CoV2, basándonos en qué proteínas humanas interactúan con las víricas. Esas proteínas pueden ser importantes para que el virus pueda completar su ciclo vital. Los virus son seres muy especiales, tienen material genético que codifica para sus propias proteínas, pero no son capaces de fabricarlas. Por eso se ven obligados a utilizar la maquinaria de las células del hospedador para poder completar su ciclo vital, esto conlleva interacciones entre las proteínas humanas y las víricas.

¿Cómo se estudia?

Mediante una técnica llamada en inglés Affinity Purification Mass Spectrometry. En nuestro caso, expresamos en células humanas proteínas víricas que tienen una secuencia especial llamada TAG. La idea es que las proteínas víricas se unirán a las humanas y podremos usar el TAG para poder “pescar” las proteínas víricas, con las humanas “pegadas” a ellas. Una vez tenemos aislados estos grupos de proteínas víricas y humanas, podemos usar el enorme poder de la espectrometría de masas para saber quiénes son (secuenciarlas) y,muy importante también, en qué cantidad están (cuantificarlas). Cuando tenemos la lista de proteínas humanas con el potencial de interactuar con las víricas podemos ver en qué procesos están implicadas, y qué parte de la biología celular es necesaria para que el virus complete su ciclo vital. Y lo más importante, saber qué fármacos y compuestos, aprobados o no, pueden afectar dichos procesos.

¿Qué han hallado?

Hemos encontrado 332 proteínas humanas que interactúan con proteínas víricas, relacionadas con el transporte interno de la célula, traducción, transcripción y regulación de la ubiquitinación (un proceso por el que se etiquetan las proteínas a veces marcándolas pora que se destruyan). Hemos seleccionado casi 70 compuestos, que incluyen medicamentos ya aprobados por la FDA (la autoridad de EE UU sobre medicamentos), capaces de afectar dichos procesos y por tanto potencialmente efectivos contra el virus.

El estudio ayudará entonces a encontrar estrategias contra el virus.

Conociendo las proteínas humanas que interactúan con las víricas podemos entender de qué mecanismos celulares se sirve el virus para completar su ciclo vital y utilizarlos como dianas terapéuticas. Así podemos priorizar entre los miles de compuestos posibles . A partir de aquí podemos usar esta información en dos líneas de investigación paralelas: reciclar fármacos ya aprobados para otras enfermedades o buscar nuevos compuestos específicos. La primera estrategia es más atractiva por su velocidad. Hay miles de fármacos de los que conocemos su diana concreta (la proteína a la que afectan) o su mecanismo de acción, pero además toda la información que fue requerida para su aprobación (seguridad, administración, efectos secundarios, dosis…), lo que ahorra mucho tiempo y recursos.

¿De qué plazo estamos hablando?

Es muy difícil poner un plazo. En países como España ya se está tratando a pacientes con medicamentos reciclados como la cloroquina y su derivado hidroxicloroquina, pensados contra la malaria. Han demostrado ser efectivos in vitro contra el virus y están en fase de ensayos clínicos. Toda la comunidad científica se está volcando en un gran esfuerzo internacional, trabajando mucho para aprender todo lo posible sobre esta enfermedad y haciendo ensayos a contrarreloj .Tenemos varios compuestos eficaces in vitro : algunos ya se utilizan y cabe esperar que en un periodo que va de varias semanas a meses tengamos más y de mayor eficacia. La solución más definitiva, una vacuna, aún tardara, pero los fármacos ofrecen la esperanza de por lo menos reducir la mortalidad.

¿Hasta qué punto conocemos de verdad al virus?

Desde el punto de vista molecular sabemos mucho. Su genoma ha sido secuenciado ya miles de veces (3.251 a fecha de 11 de abril), en muestras que vienen de todas las partes del mundo, lo que ha permitido ver cómo ha ido mutando su secuencia y estudiar su evolución. También se ha comparado con otros miembros de su grupo, lo que ayuda a buscar y comprender mejor su origen. Toda esta información esta disponible de forma gratuita en la web nextstrain.org, una prueba más de cómo la comunidad científica se está volcando. Sin embargo, hay aun muchas cosas sobre este virus que nos quedan por saber o que sabemos parcialmente y que tienen que ver con cómo se relaciona con su hospedador humano, cómo modula el sistema inmune, por qué afecta más a unas personas que a otras…

En su artículo hablan de virus como el MERS o el SARS. ¿Qué les diferencia de este coronavirus?

Aun no está del todo clara cuál es la causa molecular, pero el nuevo virus es capaz de diseminarse de forma mucho más eficaz que sus hermanos. Un estudio que aparecía el 3 de abril en un grupo de pacientes alemanes ya apuntaba que la carga viral de pacientes infectados por SARS-CoV2 en vías respiratorias altas (nariz y garganta) era muy superior al de SARS-CoV. Además, este pico en carga viral se desarrolla muy pronto, de forma que potencialmente se puede transmitir el virus antes de notarse los síntomas. Esto, unido a los pacientes asintomáticos, explica la diseminación que vemos.

¿Hasta que punto un virus similar como el MERS, con una letalidad mucho mayor, podría ganar la capacidad de contagio de este virus?

La respuesta es complicada… Hay que tener en cuenta que metafóricamente hablando el primer interesado en no matar al portador es el propio virus, ya que lo necesita para poder existir. Esto se ilustra de una forma más científica en varias teorías sobre cómo evoluciona la virulencia de los parasitos en general y los virus en particular: en general un virus con alta diseminación tiende a ser menos letal.

¿Cómo surge esta investigación? ¿Cuál ha sido su colaboración ?

A mediados de marzo, cuando ya había una fecha para comenzar a trabajar desde casa, decidimos intentar ayudar en la medida de nuestras posibilidades. Mi supervisor en la EMBL-EBI, Pedro Beltrao, se puso en contacto con el grupo de la Universidad de California en San Francisco, que lidera este estudio, y les ofreció nuestra plataforma de bioinformática. Ellos llevaban trabajando desde finales de enero y nuestra ayuda les resultaba muy conveniente. Casi inmediatamente nos empezaron a mandar los datos . Mi labor concreta consistió en integrarlos con datos de expresión de proteínas durante infección con SARS-CoV2. Pudimos confirmar que la expresión de proteínas humanas que interactúan con el virus correlaciona con la expresión de las proteínas víricas durante la infección. En estos momentos estoy ampliando este proyecto. Han ido saliendo más datos y estamos integrando todo el conocimiento que podemos para ayudar a seguir priorizando fármacos y con suerte encontrar más. Es importante mencionar que la mayor parte de gente que esta trabajando con SARS-CoV2 está compartiendo sus descubrimientos de forma abierta para toda la comunidad, antes incluso de publicarse. Esto agiliza mucho nuestro trabajo.