ANTICUERPOS DE LAS LLAMAS PODRÍAN AYUDAR EN LUCHA CONTRA EL COVID-19

Los anticuerpos de las llamas podrían ayudar en la lucha contra COVID-19
Miércoles, 29 de abril de 2020
Marc G Airhart
Biociencias moleculares

La búsqueda de un tratamiento efectivo para COVID-19 ha llevado a un equipo de investigadores a encontrar un aliado improbable para su trabajo: una llama llamada Winter. El equipo – de la Universidad de Texas en Austin, los Institutos Nacionales de Salud y la Universidad de Gante en Bélgica – informa de sus hallazgos sobre una posible vía para un tratamiento contra el coronavirus que involucra a las llamas el 5 de mayo en la revista Cell.
Los científicos se inspiraron en los anticuerpos producidos por esta llama, llamada Winter, para desarrollar su anticuerpo contra el SARS-CoV-2. Winter tiene cuatro años y todavía vive en una granja en la campiña belga operada por el Instituto de Biotecnología Vlaams de la Universidad de Gante. Crédito de la foto: Tim Coppens.

Los investigadores vincularon dos copias de un tipo especial de anticuerpo producido por las llamas para crear un nuevo anticuerpo que se une firmemente a una proteína clave del coronavirus que causa el COVID-19. Esta proteína, llamada la proteína de punta, permite que el virus se rompa en las células huésped. Las pruebas iniciales indican que el anticuerpo bloquea a los virus que muestran esta proteína de punta para que no infecten las células en cultivo.

«Este es uno de los primeros anticuerpos conocidos para neutralizar el SARS-CoV-2», dijo Jason McLellan, profesor asociado de biociencias moleculares en la UT Austin y co-autor principal, refiriéndose al virus que causa COVID-19.

El equipo se prepara ahora para realizar estudios preclínicos en animales como hámsteres o primates no humanos, con la esperanza de realizar las próximas pruebas en humanos. El objetivo es desarrollar un tratamiento que ayude a las personas poco después de la infección con el virus.

«Las vacunas deben ser administradas uno o dos meses antes de la infección para proporcionar protección», dijo McLellan. «Con las terapias de anticuerpos, se le da directamente a alguien los anticuerpos protectores y así, inmediatamente después del tratamiento, deben estar protegidos. Los anticuerpos también pueden ser usados para tratar a alguien que ya está enfermo para disminuir la gravedad de la enfermedad».

Esto sería especialmente útil para los grupos vulnerables, como las personas mayores, que dan una respuesta modesta a las vacunas, lo que significa que su protección puede ser incompleta. Los trabajadores de la salud y otras personas que corren un mayor riesgo de exposición al virus también pueden beneficiarse de una protección inmediata.

Cuando el sistema inmunológico de las llamas detecta invasores extraños como bacterias y virus, estos animales (y otros camélidos como las alpacas) producen dos tipos de anticuerpos: uno que es similar a los anticuerpos humanos y otro que es sólo un cuarto del tamaño. Estos más pequeños, llamados anticuerpos de dominio único o nanobodies, pueden ser nebulizados y usados en un inhalador.

«Eso los hace potencialmente muy interesantes como droga para un patógeno respiratorio, porque lo entregas directamente en el lugar de la infección», dijo Daniel Wrapp, un estudiante de postgrado en el laboratorio de McLellan y co-autor del artículo.
Inspirados por un tipo especial de anticuerpo producido por las llamas, los investigadores crearon un anticuerpo llamado VHH-72Fc (azul

) que se une fuertemente a la proteína de punta del SARS-CoV-2 (rosa, verde y naranja), bloqueando al virus de infectar las células en cultivo. La estructura de la proteína espiga fue descubierta por parte del mismo equipo de investigación y publicada en la revista Science el 19 de febrero de 2020. Crédito de la imagen: Universidad de Texas en Austin.

Conoce a Winter

Winter, la llama, tiene 4 años y todavía vive en una granja en la campiña belga junto con aproximadamente 130 otras llamas y alpacas. Su parte en el experimento ocurrió en 2016 cuando tenía unos 9 meses de edad y los investigadores estaban estudiando dos coronavirus anteriores: SARS-CoV-1 y MERS-CoV. En un proceso similar al de los humanos que se vacunan para inmunizarse contra un virus, se le inyectó con proteínas estabilizadas de esos virus en el transcurso de unas seis semanas.

A continuación, los investigadores recogieron una muestra de sangre y aislaron los anticuerpos que se unieron a cada versión de la proteína punta. Uno de ellos se mostró muy prometedor para evitar que un virus que muestra proteínas de punta del SARS-CoV-1 infectara las células en cultivo.

«Eso fue emocionante para mí porque había estado trabajando en esto durante años», dijo Wrapp. «Pero no había una gran necesidad de un tratamiento para el coronavirus en ese entonces. Esto era sólo una investigación básica. Ahora, esto puede tener potencialmente algunas implicaciones translacionales, también.»

El equipo diseñó el nuevo anticuerpo que se muestra prometedor para el tratamiento del actual SARS-CoV-2 al vincular dos copias del anticuerpo de llama que funcionó contra el anterior virus del SARS. Demostraron que el nuevo anticuerpo neutraliza los virus que muestran proteínas de punta del SARS-CoV-2 en cultivos celulares. Los científicos pudieron completar esta investigación y publicarla en una revista de primera línea en cuestión de semanas gracias a los años de trabajo que ya habían realizado en coronavirus relacionados.

McLellan también lideró el equipo que primero mapeó la proteína de punta del SARS-CoV-2, un paso crítico hacia una vacuna. (Wrapp también fue coautor de ese trabajo junto con otros autores del actual trabajo de Cell, incluyendo a Nianshuang Wang de UT Austin, y a Kizzmekia S. Corbett y Barney Graham del Centro de Investigación de Vacunas del Instituto Nacional de Alergias y Enfermedades Infecciosas). Además de Wrapp, el otro co-autor del artículo es Dorien De Vlieger, científica postdoctoral del Instituto Vlaams de Biotecnología (VIB) de la Universidad de Gante, y los otros autores principales además de McLellan son Bert Schepens y Xavier Saelens, ambos en el VIB.

Este trabajo fue apoyado por el Instituto Nacional de Alergia y Enfermedades Infecciosas (EE.UU.), VIB, la Fundación de Investigación de Flandes (Bélgica), Innovación y Emprendimiento de Flandes (Bélgica) y el Ministerio Federal de Educación e Investigación (Alemania).

Historia

Los primeros anticuerpos que el equipo identificó en las pruebas iniciales de SARS-CoV-1 y MERS-CoV incluyeron uno llamado VHH-72, que se unió fuertemente a las proteínas de punta en el SARS-CoV-1. Al hacerlo, evitó que un virus seudotípico, un virus que no puede enfermar a la gente y que ha sido diseñado genéticamente para mostrar copias de la proteína de punta del SARS-CoV-1 en su superficie, infectara las células.

Cuando el SARS-CoV-2 surgió y desencadenó la pandemia del COVID-19, el equipo se preguntó si el anticuerpo que descubrieron para el SARS-CoV-1 también sería efectivo contra su primo viral. Descubrieron que también se unía a la proteína de punta del SARS-CoV-2, aunque débilmente. La ingeniería que hicieron para hacerla más efectiva implicó la unión de dos copias del VHH-72, que luego mostraron que neutralizaba un virus seudotípico con proteínas de punta del SARS-CoV-2. Este es el primer anticuerpo conocido que neutraliza tanto el SARS-CoV-1 como el SARS-CoV-2.

Hace cuatro años, De Vlieger estaba desarrollando antivirales contra la gripe A cuando Bert Schepens y Xavier Saelens le preguntaron si estaría interesada en ayudar a aislar los anticuerpos contra los coronavirus de las llamas.

«Pensé que este sería un pequeño proyecto paralelo», dijo. «Ahora el impacto científico de este proyecto se hizo más grande de lo que podía esperar. Es increíble lo impredecible que pueden ser los virus».

Los otros autores del artículo son Gretel M. Torres, Wander Van Breedam, Kenny Roose, Loes van Schie, Markus Hoffmann, Stefan Pöhlmann, Barney S. Graham y Nico Callewaert.

El documento final aparecerá aquí el 5 de mayo: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30494-3

Fuente:  National Institute of Allergy and Infectious Diseases  |  National Institutes of Health