Una versión del virus SARS-CoV-2, que brilla permite observar su propagación en tiempo real

Los nuevos “virus informadores” desarrollados por investigadores de Texas Biomed facilitan mucho la observación del SARS-CoV-2 y sus variantes en células y animales vivos en el laboratorio, y permiten una detección más rápida de posibles fármacos antivirales, anticuerpos neutralizantes y vacunas.

Se ha modificado con éxito una versión de SARS-CoV-2, el virus que causa la enfermedad COVID-19, para que brille intensamente en las células y los tejidos animales, lo que proporciona una forma en tiempo real de rastrear la propagación y la intensidad de la infección viral a medida que ocurre en modelos animales, informan investigadores del Instituto de Investigación Biomédica de Texas (Texas Biomed).

“Ahora podemos rastrear a dónde va el virus en modelos animales para COVID-19“, dijo el virólogo Luis Martínez-Sobrido, Ph.D., profesor de Texas Biomed y autor principal del artículo.

“Ser capaz de ver cómo progresa el virus y a qué órganos y tipos de células se dirige específicamente, será de gran ayuda para comprender el virus y optimizar los medicamentos antivirales y las vacunas”.

Además de rastrear el virus, Martínez-Sobrido y sus colaboradores ya han comenzado a usar los virus reporteros para evaluar qué tan bien funcionan los anticuerpos neutralizantes contra diferentes variantes de interés.

Para crear el virus reportero, Martínez-Sobrido y su equipo combinaron varias herramientas avanzadas de biología molecular para agregar la secuencia genética de las proteínas informadoras fluorescentes o bioluminiscentes al código genético del virus.

A medida que el código del virus se replica y transcribe, también lo hace el código de las proteínas brillantes.

En un estudio anterior, el equipo reemplazó uno de los genes del virus con el gen de las proteínas brillantes, pero esto dio como resultado una señal muy tenue: el gen no se expresó lo suficiente como para ser detectado fácilmente en animales.

Para aumentar el brillo, los investigadores tuvieron que averiguar cómo hacer que el virus produjera mayores cantidades de proteínas informadoras.

Su solución: insertaron el gen reportero junto a un gen diferente en el SARS-CoV-2, específicamente, el gen que codifica la proteína nucleocápside.

“Es la proteína más expresada en el SARS-CoV-2“, dijo el biólogo molecular Chengjin Ye, Ph.D., miembro del laboratorio de Martinez-Sobrido.

Esta vez, la señal fue tan brillante que “casi me cegó cuando miré a través del microscopio fluorescente“, dijo.

Las proteínas informadoras funcionan en células y modelos de animales vivos, en combinación con sistemas de imágenes que detectan las longitudes de onda de la luz emitida por las proteínas.

Poder observar la carga viral y la ubicación visualmente ofrece muchas ventajas sobre otros métodos.

Es mucho más sencillo y rápido, ahorrando tiempo y materiales.

“En lugar de necesitar un equipo grande para analizar 2.000 compuestos para ver si funcionan contra el virus, una persona podría hacer eso con un virus reportero en unas pocas horas”, dijo Ye.

También permite rastrear el virus en el mismo animal durante el curso de la infección y el tratamiento, lo que reduce la cantidad de animales necesarios para obtener información similar.

El equipo adaptó los virus reporteros para expresar proteínas de diferentes colores unidas a variantes preocupantes del SARS-CoV-2.

Fundamentalmente, este enfoque les ha permitido probar qué tan bien funciona un anticuerpo neutralizante contra dos variantes en un pozo de prueba, al mismo tiempo.

“Esta es una ventaja significativa para ahorrar tiempo y recursos, especialmente con tantos materiales básicos como plásticos y reactivos con una demanda tan alta y un suministro limitado debido a la pandemia”, dice Kevin Chiem, Ph.D. candidato y miembro del laboratorio de Martinez-Sobrido.

“A medida que surgen nuevas variantes, podemos adaptar fácilmente el sistema y detectar rápidamente qué tan bien funcionan los anticuerpos contra ellas“.

Es importante destacar que el grupo demostró que los virus informadores se comportan igual que una versión salvaje del virus.

Esto se debe al hecho de que no eliminaron ningún gen viral y a que diseñaron la proteína informadora para que se separara inmediatamente de la proteína de la nucleocápside del virus para que funcione con normalidad.

Su investigación muestra que el brillo de la proteína informadora se correlaciona bien con la carga viral, aunque la acumulación de proteína puede ocurrir durante varios días, lo que en algunos casos genera una señal ligeramente más fuerte.

El avance se basa en varias técnicas poderosas, incluidas las técnicas de genética inversa para generar SARS-CoV-2 recombinante, que unen piezas de código genético para producir el virus completo.

“Creemos que es nuestra responsabilidad compartir estas nuevas herramientas y tecnologías con otros investigadores de todo el mundo para ayudar a poner fin a la pandemia lo más rápido posible”, dijo Martínez-Sobrido.

Fuente: PNAS