Estructura de prefusión de la proteína de espícula en un coronavirus humano

Los investigadores que participaron en este trabajo han resuelto la estructura de una proteína clave en HKU1, un coronavirus identificado en Hong Kong en 2005 y muy relacionado con los coronavirus del SARS y el MERS. Ellos confían en que sus hallazgos podrían llevar a futuros tratamientos para las enfermedades provocadas por esta familia de virus. En la base de cada proteína de espícula de los coronavirus está la maquinaria de fusión que les permite entrar en las células huésped.

La estructura de esta maquinaria raramente cambia entre las especies de coronavirus, lo que significa que los anticuerpos que se dirigen a la estructura podrían funcionar contra muchos virus de esta familia.

El reto para los investigadores ha sido encontrar anticuerpos que realmente puedan llegar a la maquinaria de fusión celular. La protección de esta maquinaria viral clave es una capa de glicoproteínas que la protege de los ataques de los anticuerpos del huésped. Para ayudar a identificar formas en torno a la glicoproteína de «escudo», los científicos necesitan un mapa de la estructura de una proteína de espícula.

En este estudio se utilizó una técnica de imagen llamada crio-electro microscopía (se congelan las muestras y luego se forma la imagen con un haz de electrones) para resolver la estructura 3D de la proteína de espícula. Los resultados muestran que las proteínas de HKU1 tienen dos “lóbulos” entrelazados que se entrecruzan mediante la maquinaria de fusión formando una estructura de campana invertida, nunca vista en estudios previos.

La nueva imagen estructural es también la primera en hacer alusión a la forma en la que el virus reconoce los receptores de la célula huésped. Parece ser que la presencia de receptores celulares humanos induce a la proteína de espícula a cambiar de forma y revelar su mecanismo de fusión.

Aunque el mecanismo exacto detrás del cambio todavía se desconoce, los autores ven este fenómeno como una vulnerabilidad que las futuras terapias podrían explotar.

Los puntos de vista de estructura y mecánica de acción presentados aquí deberían permitir a la ingeniería de pre-fusión utilizar las proteínas S estabilizadas del coronavirus como inmunógenos de vacunas contra estos virus, tal y como se ha hecho en experiencias anteriores. Este trabajo también actúa como un trampolín para estudios futuros dirigidos a definir los mecanismos de reconocimiento de anticuerpos y neutralización, lo que conducirá a una mejor comprensión de la inmunidad coronavirus.

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Pre-fusion structure of a human coronavirus spike protein. Robert N. Kirchdoerfer, Christopher A. Cottrell, Nianshuang Wang, et al. Nature 531: 7592, (03 March 2016). Letters