En el aire y potencialmente mortal, el virus que causa COVID-19 solo puede estudiarse de manera segura en condiciones de bioseguridad de alto nivel. Los científicos que manejan el virus infeccioso deben usar trajes de riesgo biológico de cuerpo completo con respiradores presurizados, y trabajar dentro de laboratorios con múltiples niveles de contención y sistemas de ventilación especializados. Si bien es necesario para proteger a los trabajadores de laboratorio, estas precauciones de seguridad ralentizan los esfuerzos para encontrar medicamentos y vacunas para COVID-19 ya que muchos científicos carecen de acceso a las instalaciones de bioseguridad requeridas.
Para ayudar a remediar eso, los investigadores de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington en St. Louis han desarrollado un virus híbrido que permitirá a más científicos participar en la lucha contra la pandemia. Los investigadores modificaron genéticamente un virus leve al intercambiar uno de sus genes por uno del SARS-CoV-2, el virus que causa COVID-19. El virus híbrido resultante infecta las células y es reconocido por anticuerpos al igual que el SARS-CoV-2, pero puede manejarse en condiciones normales de seguridad de laboratorio.
El estudio está disponible en línea en Cell Host & Microbe.
"Nunca he tenido tantas solicitudes de material científico en un período de tiempo tan corto", dijo el coautor principal Sean Whelan, PhD, profesor distinguido de Marvin A. Brennecke y jefe del Departamento de Microbiología Molecular. "Hemos distribuido el virus a investigadores en Argentina, Brasil, México, Canadá y, por supuesto, en todo Estados Unidos. Tenemos solicitudes pendientes del Reino Unido y Alemania. Incluso antes de publicar, la gente escuchó que estábamos trabajando en esto y comenzó a solicitar el material ".
Para crear un modelo de SARS-CoV-2 que sea más seguro de manejar, Whelan y sus colegas, incluidos el coautor principal Michael S. Diamond, MD, PhD, el profesor de medicina Herbert S. Gasser y los primeros autores Brett Case, PhD, investigador postdoctoral en el laboratorio de Diamond, y Paul W. Rothlauf, un estudiante graduado en el laboratorio de Whelan, comenzaron con el virus de la estomatitis vesicular (VSV). Este virus es un caballo de batalla de los laboratorios de virología porque es bastante inocuo y fácil de manipular genéticamente. Principalmente un virus de ganado bovino, equino y porcino, el VSV ocasionalmente infecta a las personas, causando una enfermedad leve similar a la gripe que dura de tres a cinco días.
Los virus tienen proteínas en sus superficies que usan para engancharse e infectar células. Los investigadores eliminaron el gen de la proteína de superficie de VSV y lo reemplazaron con el gen del SARS-CoV-2, conocido como espiga. El interruptor creó un nuevo virus que se dirige a células como el SARS-CoV-2 pero carece de los otros genes necesarios para causar una enfermedad grave. Denominaron el virus híbrido VSV-SARS-CoV-2.
Utilizando suero de sobrevivientes de COVID-19 y anticuerpos purificados, los investigadores mostraron que el virus híbrido era reconocido por los anticuerpos de manera muy similar a un virus real de SARS-CoV-2 que provenía de un paciente con COVID-19. Los anticuerpos o sueros que impidieron que el virus híbrido infecte las células también bloquearon el virus SARS-CoV-2 real; los anticuerpos o sueros que no pudieron detener el virus híbrido tampoco lograron disuadir el verdadero SARS-CoV-2. Además, una molécula señuelo fue igualmente efectiva para desviar ambos virus y evitar que infecten las células.
"Los humanos ciertamente desarrollan anticuerpos contra otras proteínas del SARS-CoV-2, pero son los anticuerpos contra la espiga los que parecen ser más importantes para la protección", dijo Whelan. "Por lo tanto, siempre que un virus tenga la proteína espiga, se parece al sistema inmune humano como el SARS-CoV-2, para todos los efectos".
El virus híbrido podría ayudar a los científicos a evaluar una variedad de tratamientos y preventivos basados ​​en anticuerpos para COVID-19. El virus podría usarse para evaluar si una vacuna experimental produce anticuerpos neutralizantes, para medir si un sobreviviente de COVID-19 lleva suficientes anticuerpos neutralizantes para donar plasma a pacientes con COVID-19, o para identificar anticuerpos con el potencial de convertirse en fármacos antivirales.
"Uno de los problemas para evaluar los anticuerpos neutralizantes es que muchas de estas pruebas requieren una instalación BSL-3, y la mayoría de los laboratorios clínicos y las empresas no tienen instalaciones BSL-3", dijo Diamond, quien también es profesor de microbiología molecular. , y de patología e inmunología. "Con este virus sustituto, puede tomar suero, plasma o anticuerpos y hacer análisis de alto rendimiento a niveles de BSL-2, que todo laboratorio tiene, sin riesgo de infectarse. Y sabemos que se correlaciona casi perfectamente con los datos que contraer el SARS-CoV-2 infeccioso de buena fe ".
Dado que el virus híbrido se parece al SARS-CoV-2 para el sistema inmune pero no causa una enfermedad grave, es un candidato potencial para la vacuna, agregó Diamond. Él, Whelan y sus colegas están realizando estudios en animales para evaluar la posibilidad.

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