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Fármacos ya
aprobados para la diabetes tipo 2, la hepatitis C y el VIH
podrían actuar contra el coronavirus
El coronavirus se fue propagando por el mundo y desarrollando
mutaciones que dieron lugar a variantes de preocupación más
transmisibles. Uno de los desafíos de hoy es conseguir
tratamientos que puedan seguir siendo efectivos aunque
diferentes variantes afecten a las personas. Un estudio
realizado en los Estados Unidos y el Reino Unido demostró que
dos enzimas del coronavirus fueron inhibidas por fármacos que ya
han sido aprobados para indicar en otras enfermedades que
afectan a los seres humanos.
Se trata de las enzimas del coronavirus que se llaman Mpro y
PLpro. Y los investigadores identificaron fármacos inhibidores
que potencialmente puede ser útiles para el Covid-19. El
descubrimiento de los inhibidores se llevó a cabo con una
estrategia de cribado novedosa, que podría utilizarse en otros
estudios.
Los detalles sobre los inhibidores de la proteasa -y la
estrategia de cribado- fueron publicados en la revista
especializada Communications Biology. Hicieron ensayos de la
enzima proteasa en células como parte de la estrategia de
cribado. Otras partes incluyen evaluaciones de la actividad
antiviral y bioquímica, así como determinaciones estructurales
para la rápida identificación de inhibidores de la proteasa con
baja cito toxicidad.
Entre los fármacos ya aprobados que estudiaron para COVID-19 se
incluyen drogas para diabetes tipo 2, la hepatitis C y el VIH.
El equipo descubrió que esos fármacos inhiben ciertas enzimas
virales, llamadas proteasas, que son esenciales para la
replicación del coronavirus en las células humanas infectadas.
La nueva estrategia fue llevada a cabo por científicos de la
Universidad Estatal de Pensilvania y la Universidad de
California en San Diego, Estados Unidos, y de la Universidad de
Cardiff, en el Reino Unido. Los científicos señalaron que las
proteasas son objetivos atractivos porque están bien conservadas
y son cruciales para la replicación del virus.
“Las
vacunas contra el coronavirus se dirigen a la proteína de la
Espiga, pero esta proteína está
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sometida a una fuerte presión de selección y, como hemos
visto con Ómicron, puede sufrir mutaciones significativas”, dijo
la doctora Joyce Jose, de Penn State, autora principal del
estudio. “Sigue habiendo una necesidad urgente de agentes
terapéuticos para el coronavirus SARS-CoV-2 que se dirijan a
partes del virus distintas de la proteína de la espiga que no
tengan tanta probabilidad de evolucionar”, remarcó.
Investigaciones anteriores han demostrado que enzimas como Mpro
y PLpro- son objetivos prometedores para el desarrollo de
fármacos antivirales. El tratamiento Paxlovid de la empresa
Pfizer contra el Covid-19, por ejemplo, se dirige a la Mpro. Ese
medicamento fue aprobado a fines de enero pasado por la
autoridad regulatoria de Europa que lo recomendó para el
tratamiento del Covid-19 “en los adultos que no necesitan
asistencia respiratoria pero que presentan un riesgo de que la
enfermedad se agrave”.
Según la doctora Jose, las enzimas que estudiaron son
relativamente estables. Por lo cual es poco probable que
desarrollen rápidamente mutaciones resistentes a los
medicamentos. Katsuhiko Murakami, profesor de bioquímica y
biología molecular de Penn State, señaló que estas proteasas del
virus, por su capacidad de escindir, o cortar, proteínas, son
esenciales para la replicación del SARS-CoV-2 en las células
infectadas.
“El SARS-CoV-2 produce largas proteínas, llamadas poliproteínas,
a partir de su genoma de ARN que deben ser escindidas en
proteínas individuales por estas proteasas de forma ordenada, lo
que lleva a la formación de enzimas y proteínas virales
funcionales para iniciar la replicación del virus una vez que
entra en una célula”, explicó Murakami. “Si se inhibe una de
estas proteasas, se podría detener la propagación del
coronavirus en la persona infectada”, agregó.
El equipo diseñó un ensayo para identificar rápidamente los
inhibidores de las proteasas Mpro y PLpro en células humanas
vivas. “Aunque hay otros ensayos disponibles, diseñamos nuestro
novedoso ensayo para que pudiera realizarse en células vivas, lo
que nos permitió medir simultáneamente la toxicidad de los
inhibidores para las células humanas”, dijo Jose.
Los investigadores utilizaron su ensayo para probar una
biblioteca de 64 compuestos -incluyendo inhibidores de las
proteasas del VIH y de la hepatitis C; proteasas de cisteína,
que se dan en ciertos parásitos protozoarios; y dipeptidil
peptidasa, una enzima humana implicada en la diabetes de tipo 2-
para comprobar su capacidad de inhibir las enzimas.
De los 64 compuestos, el equipo identificó once que afectaban a
la actividad de la Mpro y cinco
que afectaban a la actividad de la PLpro, basándose en una
reducción del 50% de la actividad de la proteasa con un 90% de
viabilidad celular.
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Anoop Narayanan, profesor de investigación asociado de
bioquímica y biología molecular, supervisó la actividad de los
compuestos mediante microscopía confocal en vivo. “Diseñamos el
experimento de manera que si el compuesto afectaba a las
proteasas, se viera la fluorescencia en ciertas zonas de la
célula”, dijo Narayanan.
A continuación, el equipo evaluó la actividad antiviral de los
16 inhibidores de PLpro y Mpro contra los virus del SARS-CoV-2
en células humanas vivas. Descubrieron que ocho de ellos tenían
actividades antivirales dependientes de la dosis contra el
coronavirus.
Concretamente, descubrieron que la sitagliptina y el daclatasvir
inhiben a la enzima PLpro, y el MG-101, el HCl de licorina y el
mesilato de nelfinavir inhiben a la Mpro. Además, el equipo
descubrió que el MG-101 también dificultaba la capacidad del
virus para infectar las células al inhibir el procesamiento de
la proteasa de la proteína de la Espiga.
“Descubrimos que cuando las células se trataban con los
inhibidores seleccionados, sólo el inhibidor MG-101 afectaba a
la entrada del virus en las células”, dijo Narayanan. Además,
los investigadores descubrieron que el tratamiento de las
células con una combinación de inhibidores de Mpro y PLpro tenía
un efecto antiviral aditivo, proporcionando una inhibición aún
mayor de la replicación del coronavirus.
“En el cultivo celular, demostramos que si se combinan los
inhibidores de Mpro y PLpro, se consigue un efecto más potente
sobre el virus sin aumentar la toxicidad”, dijo Jose. “Esta
inhibición combinada es muy potente”, resaltó.
Para investigar el mecanismo por el que MG-101 inhibe la
actividad de la proteasa Mpro, los científicos, entre los que se
encuentra Manju Narwal, becaria postdoctoral en bioquímica y
biología molecular, utilizaron la cristalografía de rayos X. De
esta manera obtuvieron una estructura de alta resolución de
MG-101 en complejo con Mpro.
“Pudimos ver cómo el compuesto MG-101 interactuaba con el sitio
activo de la Mpro”, dijo Narwal. “Este inhibidor imita a la
poliproteína y se une de forma similar a la proteasa, bloqueando
así que la proteasa se una a la poliproteína y la corte, que es
un paso esencial en la replicación del virus”, señaló. Murakami
añadió: “Al comprender cómo se une el compuesto MG-101 al sitio
activo, podemos diseñar nuevos compuestos que pueden ser aún más
eficaces”.
De hecho, el equipo está diseñando nuevos compuestos basados en
las estructuras que determinaron mediante cristalografía de
rayos X. También tienen previsto probar los fármacos combinados
que ya han demostrado su eficacia in vitro en ratones.
Aunque los científicos estudiaron la variante Delta del
coronavirus, dijeron que los fármacos probablemente serán
eficaces contra Ómicron y futuras variantes porque se dirigen a
partes del virus que probablemente no muten de forma
significativa.
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