Unas ‘tijeras moleculares’ para anticiparse a nuevos coronavirus

Durante la pandemia, el mundo se ‘especializó’ en los virus: su contagio, su evolución o incluso sus mutaciones. Se aprendió a mirar el COVID-19 como un enemigo cambiante, armado con la capacidad de adaptarse al medio para sobrevivir y ganar terreno a la salud humana. Aquellas nuevas variantes tenían un nombre: Ómicron, Delta, Cicada, Arcturus… La ciencia corría detrás de esas transformaciones para saber si el virus se transmitía mejor, si escapaba a la inmunidad o si obligaba a ajustar las herramientas farmacológicas disponibles para luchar contra él.

Pero en medio de esa carrera había otra pregunta: ¿Qué permanece igual cuando todo lo demás cambia? 

Esa es la idea que ha guiado a un equipo internacional liderado por el Instituto de Parasitología y Biomedicina ‘López-Neyra’ del CSIC (IPBLN-CSIC), en Granada. En concreto, los investigadores han diseñado unas ‘tijeras moleculares’ que reconocen una marca genética común en los siete coronavirus humanos conocidos. La tecnología, todavía en fase experimental, tiene una doble utilidad: detectar cantidades muy pequeñas del patógeno y bloquear su capacidad de multiplicarse en células infectadas.

Investigadores del Instituto de Parasitología y Biotecnología López Neyra durante en ensayo en el laboratorio.

El avance no parte de un virus concreto como la COVID-19, sino de una familia. Los coronavirus humanos incluyen desde patógenos asociados a infecciones respiratorias leves hasta otros responsables de brotes graves, como SARS-CoV, MERS-CoV o SARS-CoV-2. La estrategia del equipo consistió en localizar una región compartida entre ellos y utilizarla como punto de partida para diseñar herramientas diagnósticas y antivirales más adaptables ante posibles brotes futuros.

Una ‘frase común’ en el genoma

Cuando un virus entra en una célula, utiliza sus instrucciones genéticas para fabricar nuevas copias de sí mismo. En los coronavirus, esas instrucciones están escritas en ARN, una molécula que funciona como un manual de funcionamiento para la replicación viral.

Pruebas realizadas durante el estudio.

El equipo científico buscó dentro de ese ‘manual’ una secuencia que se conservara en todos los coronavirus humanos conocidos. Lo encontraron en el gen nsp12, relacionado con la maquinaria que estos virus emplean para copiar su ARN y multiplicarse.

La región seleccionada tiene 26 nucleótidos, las ‘letras’ químicas que forman el material genético. Si el genoma fuera un libro, esa secuencia sería una frase repetida en distintas ediciones de una misma familia viral. “Esta zona resulta especialmente interesante porque cambia poco de un coronavirus a otro, lo que permite diseñar una herramienta dirigida a una señal compartida y no solo a un virus concreto”, explica a la Fundación Descubre la investigadora del IPBLN-CSIC Elena Herrera Carrillo, autora principal del estudio.

Un GPS para las tijeras

A partir de esa marca común, los investigadores diseñaron cuatro guías moleculares. Su función es conducir una herramienta CRISPR-Cas13d, las ‘tijeras moleculares’, hasta la secuencia exacta del ARN viral.

La comparación más sencilla es la de un GPS molecular. Las guías localizan un punto concreto del genoma y llevan hasta allí unas ‘tijeras’ que cortan el ARN y activan una señal para detectarlo. A diferencia de muchos test rápidos, que reconocen proteínas del virus, esta estrategia se dirige directamente a su material genético. “Es como tener una herramienta que encuentra una marca común en todos los miembros de una misma familia de virus y la elimina para que no puedan seguir reproduciéndose en el organismo. Y si en el futuro aparece un nuevo coronavirus, el sistema podría adaptarse con rapidez para detectarlo o intentar bloquear su multiplicación”, señala la científica.

Guías empleadas para detectar el punto concreto del genoma que posteriormente cortan con la ‘tijera molecular’.

Diagnosticar y frenar

La propuesta se mueve en dos direcciones. La primera es el diagnóstico. Al reconocer una secuencia concreta del ARN viral, el sistema podría servir como base para futuras pruebas portátiles capaces de detectar cantidades mínimas de coronavirus.

La segunda es terapéutica. Si la herramienta llega hasta una zona esencial del ARN y la corta, puede dificultar que el virus copie sus instrucciones y siga multiplicándose. En modelos experimentales, el sistema redujo en más de un 95 % la capacidad de replicación del SARS-CoV-2.

El trabajo se encuentra aún en fase experimental y requiere nuevos estudios antes de pensar en una aplicación clínica. Pero sí demuestra que la región elegida puede funcionar como una diana útil para diseñar estrategias diagnósticas y terapéuticas frente a coronavirus conocidos y futuras variantes.

El estudio, publicado en la revista Molecular Therapy: Nucleic Acids, plantea varias aportaciones:

• Identifica una región genética común en los siete coronavirus humanos conocidos.
• Diseña guías moleculares capaces que dirigen la herramienta CRISPR, es decir, las ‘tijeras’, hacia esa diana compartida.
• Explora una doble aplicación: diagnóstico y bloqueo de la replicación viral.
• Reduce más del 95 % la multiplicación del SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19, en modelos de laboratorio.
• Detecta cantidades mínimas de material genético viral.
• Ofrece un punto de partida adaptable ante posibles coronavirus emergentes.

Prepararse antes del próximo nombre

La pandemia de la COVID-19 demostró que el tiempo es uno de los recursos más escasos durante una emergencia sanitaria. Cada semana cuenta: para detectar, para diagnosticar, para comprender el virus y para diseñar respuestas. “Esa situación puso de manifiesto la necesidad de desarrollar métodos de diagnóstico rápidos, sensibles y accesibles, y también de disponer de herramientas terapéuticas que puedan adaptarse a virus emergentes”, añade Elena Herrera Carrillo.

En ese contexto, la importancia de este trabajo no está solo en lo que consigue frente a los coronavirus ya conocidos, sino en la lógica que propone: no esperar a que aparezca un nuevo patógeno para empezar desde cero, sino identificar de antemano las zonas comunes que podrían servir como puntos de ataque.

Los virus cambian. Esa fue una de las grandes lecciones de la pandemia. Pero hay cuestiones, como secciones del ARN, que incluso un microorganismo con esa capacidad de adaptación no puede modificar porque son necesarias para su propia supervivencia. Encontrarlas es como localizar una costura en el tejido del virus: un punto vulnerable desde el que empezar a descoserlo.

Quizá el próximo coronavirus aún no tenga nombre, pero gracias a la ciencia, sabemos que compartirá con sus antecesores una marca genética reconocible. Una primera pista para combatirlo y evitar nuevas crisis sanitarias.

Más información en #CienciaDirecta: Desarrollan unas ‘tijeras moleculares’ para detectar y frenar los coronavirus humanos