Aunque la vacunación es eficaz para reducir la mortalidad por Covid-19, los coronavirus siguen siendo una amenaza mundial. Las nuevas variantes, la baja eficacia de las vacunas en personas inmunocomprometidas y las desigualdades en el acceso a las vacunas son desafíos que acentúan la urgencia de encontrar tratamientos antivirales eficaces. Teniendo esto en cuenta, el descubrimiento de moléculas que se dirijan directamente al ciclo de replicación viral se ha convertido en una prioridad para los investigadores. Un equipo formado por investigadores del CNRS y de universidades francesas y brasileñas se interesó por las macroalgas pardas Fucus ceranoides. Identificaron péptidos antivirales (pequeñas proteínas, cadenas cortas de aminoácidos) capaces de inhibir la proteasa 3CL-pro, una enzima clave del SARS-CoV-2. “Los virus de ARN, como el SARS-CoV-2, producen una proteína grande a medida que se replican en las células. La proteasa viral juega un papel central en la división de esta proteína para permitir la formación de nuevas partículas virales funcionales.explica Laurent Picot, investigador del laboratorio LIENS de la Universidad de La Rochelle y coordinador del estudio. Antes de continuar: “Si bloqueamos esta proteasa, bloqueamos el ciclo viral, impidiendo que el virus se multiplique. »
Para aislar estos péptidos inhibidores, el equipo utilizó el método de pesca de ligandosuna tecnología que simplifica la purificación de moléculas bioactivas a partir de extractos complejos. Este enfoque consiste en utilizar la proteasa 3CL como “objetivo” para capturar moléculas que tengan una fuerte afinidad con ella. Utilizando esta técnica, los investigadores pudieron identificar péptidos que se unen específicamente al dominio catalítico de la enzima y bloquean su actividad. Si aún son necesarios pasos adicionales, en particular ensayos preclínicos, antes de una posible aplicación clínica, estos péptidos podrían, en última instancia, respaldar la vacunación para proteger a la población contra las infecciones virales.
Ir a pescar ligandos
La purificación de moléculas bioactivas a partir de extractos marinos es un proceso complejo y que requiere mucho tiempo, y requiere múltiples pasos de fraccionamiento. Sin embargo, la estrategia innovadora de pesca de ligandos simplifica esta tarea al permitir la purificación en un solo paso. EL pesca de ligandos es un método para purificar moléculas en extractos complejos en un solo paso. Como su nombre indica, se trata literalmente de “pescar ligandos”, entre los cuales hay muchas posibilidades de identificar inhibidores. En la Universidad de La Rochelle, la investigación sobre coronavirus completos no es posible debido a la falta de laboratorios altamente seguros, necesarios para prevenir cualquier riesgo de contaminación. “Así que trabajamos en una proteína de coronavirus purificada. La idea era utilizar esta proteína como diana farmacológica, para “captar” moléculas con afinidad » [avec elle]precisa Laurent Picot.
Para este estudio, los científicos primero examinaron varios extractos de macroalgas para identificar una mezcla capaz de bloquear la actividad enzimática. Una vez seleccionado este extracto, se aplica la técnica de pesca de ligandos Se utilizó para aislar los inhibidores. “Funcionalizamos microperlas magnéticas con enzima 3CL purificada y luego las incubamos en presencia del extracto activo. Esto permitió retener específicamente moléculas que tenían afinidad con la enzima”. explica Laurent Picot. Luego, las microperlas magnéticas se recuperan usando un imán y los ligandos se liberan de las enzimas usando un solvente, antes de ser analizados mediante espectrometría de masas de alta resolución. El estudio, publicado en la revista Drogas Marinasdemostró que el extracto hidroalcohólico de algas pardas Fucus ceranoides inhibió la actividad de la proteasa 3CL en un 74% a una concentración baja. Esta inhibición aumenta al 82,7% en presencia de la mezcla de péptidos aislados por la técnica de pesca de ligandosdemostrando la eficacia de esta estrategia para concentrar y purificar inhibidores. Estos resultados abren perspectivas interesantes para desarrollar soluciones preventivas contra los coronavirus. “Estos péptidos podrían integrarse como activos antivirales en una formulación preventiva que limite la multiplicación de los coronavirus en las mucosas nasales o pulmonares”sugiere Laurent Picot. Sin embargo, insiste en que este producto no está destinado a tratar las infecciones por coronavirus, sino a reducir el riesgo de infección. “Estos péptidos podrían utilizarse como complemento a la vacunación, que sigue siendo esencial para proteger a la población”añade. El investigador también destaca la necesidad de realizar pruebas en coronavirus completos y en modelos preclínicos de infección para validar la eficacia de estos péptidos en la prevención. Además, los péptidos identificados serán objeto de evaluaciones en otros virus, como el virus del herpes (ADN bicatenario), que también utiliza proteasas para la maduración de sus proteínas. Esta investigación confirma la importancia de tecnologías innovadoras como pesca de ligandos en el descubrimiento de moléculas bioactivas.
Las algas, ¿un caldo de cultivo para los antivirales?
La elección del equipo franco-brasileño de centrarse en las algas está plenamente justificada. “Varios estudios sobre macroalgas ya han revelado la presencia de moléculas naturales con actividad antiviral”explica Laurent Picot. Entre estas moléculas, investigaciones previas han identificado florotaninos, polifenoles característicos de las algas pardas, así como diferentes polisacáridos como fucoidanos, carragenanos y alginatos. Estos compuestos se distinguen por su capacidad para evitar que los virus infecten las células humanas o ralentizar su replicación, lo que convierte a las algas en una fuente prometedora en la lucha contra los virus.
este trabajo en Fucus ceranoidesun alga aún poco estudiada, ilustran el enorme potencial sin explotar de las algas y los organismos marinos en la investigación farmacéutica. Aunque todavía queda un largo camino por recorrer antes de la aplicación clínica, estos resultados resaltan que las soluciones a los desafíos de salud global podrían estar ocultas en los ecosistemas menos explorados. La “pesca” de moléculas antivirales apenas comienza y los océanos podrían convertirse en aliados cruciales en la lucha contra futuras pandemias.
Un alga rica en moléculas de interés
las algas Fucus ceranoides Es común en las costas francesas y presenta varias características que lo hacen particularmente interesante para la investigación farmacéutica, particularmente en el campo de los antivirales. Esta alga contiene varias clases de moléculas bioactivas, como polisacáridos sulfatados, polifenoles y lípidos bioactivos. Estos compuestos podrían utilizarse en la lucha contra determinados virus de ARN, como el SARS-CoV-2, o virus envueltos. Los polisacáridos y polifenoles de esta alga también pueden regular la respuesta inmune, fortaleciendo las defensas naturales del cuerpo contra las infecciones virales. Finalmente, los antioxidantes presentes en Fucus ceranoides podría proteger las células huésped del daño, mejorando así la eficacia de los tratamientos antivirales.
