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Tras la aparición del SARS-CoV-2 en 2020, ahora se sabe que siete coronavirus diferentes infectan a los humanos. Cuatro de ellos están asociados con infecciones respiratorias comunes generalmente inofensivas, pero los otros tres (SARS, SARS-CoV-2 y MERS) son mucho más peligrosos.
Por qué algunos coronavirus son relativamente inofensivos mientras que otros son increíblemente letales sigue siendo un misterio. Algunas respuestas se encuentran en las proteínas que utiliza cada virus individual para ingresar a las células humanas, pero no está claro qué hace exactamente que el SARS-CoV-2 sea tan grave en algunas personas e inocuo en otras.
Un nuevo e impresionante estudio dirigido por investigadores de UCLA ofrece una nueva hipótesis para explicar la gravedad del SARS-CoV-2. Utilizando un sistema de aprendizaje automático impulsado por IA, los investigadores descubrieron que el SARS-CoV-2 se descompone en fragmentos en el cuerpo humano, y estos restos virales pueden parecerse de manera única a péptidos endógenos que sobreestimulan el sistema inmunológico. Esto puede desempeñar un papel importante en la extraña gravedad variable de la enfermedad de persona a persona.
«Los libros de texto nos dicen que una vez destruido el virus, el huésped enfermo ‘gana’ y se pueden utilizar diferentes fragmentos de virus para entrenar al sistema inmunológico para un reconocimiento futuro», dice el autor correspondiente Gerald Wong.
Pero la historia de un virus no es tan simple. Una vez que el sistema inmunológico neutraliza un virus, se descompone o disuelve rápidamente en pequeños fragmentos. En general, se ha asumido que esta etapa de degradación viral era inocua, pero investigaciones recientes han sugerido que algunos de estos fragmentos virales más pequeños podrían desencadenar respuestas inmunes innatas que explican enfermedades graves asociadas con la hiperinflamación.
Para investigar esta idea en el contexto de COVID, los investigadores rastrearon todas las posibles combinaciones de péptidos que podrían crearse mediante la degradación de las proteínas del SARS-CoV-2. Utilizaron un sistema de aprendizaje automático para medir las características proinflamatorias de todos estos péptidos potenciales y descubrieron que varios de estos fragmentos virales se parecen mucho a las moléculas que nuestro sistema inmunológico utiliza para aumentar las respuestas inflamatorias.
«Vimos que las diversas formas de restos del virus destruido pueden volver a ensamblarse en estos complejos ‘zombis’ biológicamente activos», explica Wong. «Es interesante que el péptido humano imitado por los fragmentos virales haya sido implicado en la artritis reumatoide, la psoriasis y el lupus, y que diferentes aspectos de la COVID-19 recuerden estas enfermedades autoinmunes».
Luego, los investigadores compararon directamente estos fragmentos virales del SARS-CoV-2 con restos que provienen de un coronavirus más inofensivo que causa el resfriado común (HCoV-OC43). Los fragmentos eran muy diferentes y se descubrió que los restos de OC43 no estimulaban en absoluto el sistema inmunológico de la misma manera que el SARS-CoV-2.
Aún más interesante es que los investigadores observaron qué tipos de expresión genética fueron estimulados por estos fragmentos virales del SARS-CoV-2. Se descubrió que estos nuevos péptidos desencadenan patrones de expresión similares a los del virus completo.
«Lo sorprendente del resultado de la expresión genética es que no se utilizó ninguna infección activa en nuestros experimentos», señala Wong. «Ni siquiera utilizamos todo el virus, sino sólo alrededor del 0,2% o el 0,3% del mismo, pero encontramos este increíble nivel de acuerdo que es muy sugerente».
Por lo tanto, estos hallazgos pueden explicar en cierta medida por qué el SARS-CoV-2 desencadena una enfermedad más grave que sus homólogos del coronavirus del resfriado común. Pero el estudio sólo puede especular sobre por qué los efectos del virus son tan variables de persona a persona.
Aquí los investigadores indican que la sorprendente singularidad en la eficiencia enzimática de cada persona probablemente podría explicar por qué algunas personas ni siquiera se dan cuenta de que tienen COVID, mientras que otras terminan luchando en el hospital. Esencialmente, cada uno de nosotros descompone las partículas extrañas de manera diferente, y estas diferencias únicas pueden ser responsables de cuán leve sea nuestra enfermedad.
“… es probable que la degradación proteolítica del SARS-CoV-2 sea heterogénea, ya que los huéspedes individuales muestran patrones distintivos de eficiencias enzimáticas que varían rutinariamente entre cuatro y 50 veces, y la expresión de proteínas es ‘ruidosa’ incluso a nivel de una sola célula. ”, escriben los investigadores en el nuevo estudio. «Se espera que la degradación proteolítica del SARS-CoV-2 sea drásticamente diferente entre los huéspedes puede explicar por qué los resultados de la infección por el SARS-CoV-2 son tan heterogéneos, desde huéspedes asintomáticos hasta muertes».
La idea de que los fragmentos virales puedan permanecer en el cuerpo y causar problemas de salud persistentes a largo plazo es todavía relativamente nueva. En los últimos años ha surgido evidencia que muestra que los restos virales de la influenza causan enfermedades pulmonares a largo plazo en algunas personas, por ejemplo. Pero aún se desconoce qué significan realmente estos hallazgos para posibles tratamientos futuros.
Wong especula con la posibilidad de que enfermedades como la COVID puedan tratarse inhibiendo las acciones de ciertas enzimas que son responsables de descomponer el virus en sus componentes más dañinos. Por supuesto, para llegar a ese punto será necesario trabajar mucho más para estudiar sistemáticamente exactamente cómo se crean ciertos fragmentos virales.
El nuevo estudio fue publicado en PNAS.
Fuente: UCLA
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