Sincrotrón ALBA
Un equipo del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) utiliza luz de sincrotrón para estudiar el posible efecto de un fármaco antitumoral de uso clínico sobre el ciclo vital del coronavirus SARS-CoV-2. El fármaco interrumpiría el transporte del virus en el interior de la célula, bloqueando su replicación. El experimento se ha llevado a cabo en la línea de luz NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA
De izquierda a derecha: Juan Carlos Martínez, científico de la línea de luz NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA; Daniel Lucena y Juan Estévez, investigadores del grupo de agentes estabilizantes de microtúbulos del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) en de la línea de luz.
Cerdanyola del Vallès, 20 de julio de 2020.
La actual pandemia de la COVID-19 ha provocado la pérdida de cientos de miles de vidas humanas, generando un gran impacto social y económico alrededor del mundo. Aunque por el momento no tenemos tratamientos clínicos efectivos, los científicos continúan trabajando contrarreloj para tratar de encontrar un tratamiento eficaz contra el virus.
Un equipo del Centro de Investigaciones Biológicas Margarita Salas (CIB-CSIC) de Madrid, utiliza la luz de sincrotrón del ALBA para estudiar el posible efecto de una serie de fármacos, actualmente utilizados como antitumorales, sobre el ciclo vital del SARS-CoV-2.
El proyecto se basa en estudiar cómo estos fármacos afectan a la estructura de los microtúbulos, unos biopolímeros en forma de filamentos que se encuentran dentro de nuestras células a modo de esqueleto interno y que intervienen, entre otras cosas, en la función de transporte de sustancias, entre ellas, los virus.
“Se sospecha que muchos procesos virales pueden ser inhibidos por antitumorales, porqué bloquean procesos necesarios para el crecimiento celular exacerbado. Estos mismos procesos, aún más acelerados, son los que emplean los virus para replicarse dentro la célula una vez han tomado el control de su maquinaria.” explica el Dr. Fernando Díaz, responsable del grupo de agentes estabilizantes de microtúbulos, del CIB-CSIC.
En anteriores análisis hechos en las líneas de luz XALOC y NCD-SWEET del Sincrotrón ALBA, se demostró que el paclitaxel, uno de los fármacos antitumorales más utilizados, es capaz de modular los microtúbulos alterando su estructura.
Para moverse por la célula, los virus secuestran la kinesina y dineína, unas proteínas motoras que actúan como transportadores sobre los microtúbulos, desplazándose sobre ellos como si se tratase de carreteras en el interior de las células. Así pues, se hipotetiza que la alteración estructural que el fármaco provoca sobre los microtúbulos, podría afectar al movimiento de estas proteínas motoras, interrumpiendo el transporte del virus y bloqueando su replicación. Además, las citoquinas - proteínas que intervienen en la respuesta inmunológica - son transportadas en vesículas por esos mismos transportadores, por lo que la modulación de este movimiento podría afectar a su liberación, previniendo la hiperactivación del sistema inmunológico, que es uno de los agravantes de la enfermedad causada por el virus.
“Si salimos con éxito de este proyecto, no solo estaríamos combatiendo este virus sino que se podría extrapolar a otros, porqué lo que queremos atacar es un mecanismo que utilizan muchos virus para moverse dentro de la célula y para salir de ella. Si funciona, podríamos, estar ante el primer antiviral de amplio espectro.” añade el Dr. Daniel Lucena, investigador postdoctoral del grupo.
ALBA, una instalación puntera al servicio de la comunidad científica
Ahora, el equipo del CIB-CSIC viene a experimentar en ALBA después de presentar una propuesta a través del acceso rápido para proyectos de investigación relacionados con el SARS-CoV-2, que abrió el Sincrotrón. La gran energía y brillantez características de la luz de sincrotrón permiten adquirir información detallada sobre el tamaño, la forma y la periodicidad estructural de los microtúbulos en solución a partir de patrones de difracción de gran resolución, sin la necesidad de congelarlos, teñirlos, fijarlos o cristalizarlos. Así, los parámetros obtenidos son virtualmente similares a los de microtúbulos en condiciones fisiológicas.
Tal y como comenta Juan Estévez, investigador doctoral del grupo: “utilizando luz de sincrotrón podemos ver muy claramente la estructura del microtúbulo, que es como una fibra. Aquí vemos como esa fibra cambia sus dimensiones cuando la tratas con un compuesto. Estos cambios son muy pequeños, del orden de los nanómetros. Algo que en un microscopio convencional no seríamos capaces de ver.”
Una vez analizados en ALBA, aquellos fármacos que provoquen una mayor perturbación de la estructura de los microtúbulos serán seleccionados para, más adelante, evaluar su efecto inhibidor sobre el transporte viral. El principal objetivo de esta investigación es correlacionar los cambios estructurales provocados por estos fármacos con su potencial efecto antiviral, aspirando a desarrollar un diseño racional de antivirales efectivos contra la COVID-19.
“En caso de confirmar que el fármaco tiene el efecto esperado, podría empezar a utilizarse de forma inmediata, pues ya se conocen sus dosis seguras y sus procedimientos de administración” apunta el Dr. Fernando Díaz.