D'esquerra a dreta: Juan Carlos Martínez, científic de la línia de llum NCD-SWEET del Sincrotró ALBA; Daniel Lucena i Juan Estévez, investigadors del grup d'agents estabilitzants de microtúbuls del Centre d'Investigacions Biològiques Margarita Salas (CIB-CSIC) en la línia de llum.
Cerdanyola del Vallès, 20 de juliol de 2020. L'actual pandèmia de la COVID-19 ha provocat la pèrdua de centenars de milers de vides humanes, generant un gran impacte social i econòmic al voltant del món. Encara que de moment no tenim tractaments clínics efectius, els científics continuen treballant a contrarellotge per intentar trobar un tractament eficaç contra el virus.
Un equip del Centre d'Investigacions Biològiques Margarita Salas (CIB-CSIC) de Madrid, utilitza la llum de sincrotró de l'ALBA per estudiar el possible efecte d'una sèrie de fàrmacs, actualment utilitzats com antitumorals, sobre el cicle vital del SARS-CoV-2.
El projecte es basa a estudiar com aquests fàrmacs afecten l'estructura dels microtúbuls, uns biopolímers en forma de filaments que es troben dins de les nostres cèl·lules funcionant com un esquelet intern i que hi intervenen, entre altres coses, en la funció de transport de substàncies, entre elles, els virus.
"Se sospita que molts processos virals poden ser inhibits per antitumorals, perquè bloquegen processos necessaris per al creixement cel·lular exacerbat. Aquests mateixos processos, encara més accelerats, són els que fan servir els virus per replicar-dins la cèl·lula una vegada han pres el control de la seva maquinària. " explica el Dr. Fernando Díaz, responsable del grup d'agents estabilitzants de microtúbuls, del CIB-CSIC.
En anteriors anàlisis fetes en les línies de llum XALOC i NCD-SWEET del Sincrotró ALBA, es va demostrar que el paclitaxel, un dels fàrmacs antitumorals més utilitzats, és capaç de modular els microtúbuls alterant la seva estructura.
Per moure's per la cèl·lula, els virus segresten la kinesina i dineïna, unes proteïnes motores que actuen com a transportadors sobre els microtúbuls, desplaçant-se sobre ells com si es tractés de carreteres a l'interior de les cèl·lules. Així doncs, s'hipotetitza que l'alteració estructural que el fàrmac provoca sobre els microtúbuls, podria afectar el moviment d'aquestes proteïnes motores, interrompent el transport de virus i bloquejant la seva replicació. A més, les citoquines - proteïnes que intervenen en la resposta immunològica - són transportades en vesícules per aquests mateixos transportadors, de manera que la modulació d'aquest moviment podria afectar el seu alliberament, prevenint la hiperactivació del sistema immunològic, que és un dels agreujants de la malaltia causada pel virus.
"Si sortim amb èxit d'aquest projecte, no només estaríem combatent aquest virus sinó que es podria extrapolar a altres, perquè el que volem atacar és un mecanisme que utilitzen molts virus per moure dins de la cèl·lula i per sortir-ne. Si funciona, podríem, estar davant el primer antiviral d'ampli espectre." afegeix el Dr. Daniel Lucena, investigador postdoctoral del grup.
ALBA, una instal·lació capdavantera al servei de la comunitat científica
Ara, l'equip del CIB-CSIC ve a experimentar a ALBA després de presentar una proposta a través de l'accés ràpid per a projectes d'investigació relacionats amb el SARS-CoV-2, que va obrir el Sincrotró. La gran energia i brillantor característiques de la llum de sincrotró permeten adquirir informació detallada sobre la mida, la forma i la periodicitat estructural dels microtúbuls en solució a partir de patrons de difracció de gran resolució, sense la necessitat de congelar-los, tenyir-los, fixar-los o cristal·litzar-los. Així, els paràmetres obtinguts són virtualment similars als de microtúbuls en condicions fisiològiques.
Tal com comenta Joan Estévez, investigador doctoral del grup: "utilitzant llum de sincrotró podem veure molt clarament l'estructura del microtúbul, que és com una fibra. Aquí veiem com aquesta fibra canvia les seves dimensions quan la tractes amb un compost. Aquests canvis són molt petits, de l'ordre dels nanòmetres. Cosa que en un microscopi convencional no seríem capaços de veure."
Un cop analitzats a ALBA, aquells fàrmacs que provoquin una major pertorbació de l'estructura dels microtúbuls seran seleccionats per, més endavant, avaluar el seu efecte inhibidor sobre el transport viral. El principal objectiu d'aquesta investigació és correlacionar els canvis estructurals provocats per aquests fàrmacs amb el seu potencial efecte antiviral, aspirant a desenvolupar un disseny racional d'antivirals efectius contra la COVID-19.
"En cas de confirmar que el fàrmac té l'efecte esperat, podria començar a utilitzar-se de forma immediata, perquè ja es coneixen les seves dosis segures i els seus procediments d'administració" apunta el Dr. Fernando Díaz.
