Una recerca liderada per la Universitat de Barcelona i de l’Institut de Química Avançada de Catalunya (IQAC-CSIC) presenta una nova eina terapèutica que és capaç d’inhibir la proliferació del virus SARS-CoV-2 que va causar la COVID-19. Els resultats obren noves perspectives en la lluita contra la COVID-19 i altres malalties víriques que encara no disposen de cap tractament mèdic, com és el cas del virus de la febre hemorràgica de Crimea-Congo (CCHFV).
La recerca, publicada a la revista The Journal of Biological Chemistry, està dirigida pels experts Carlos J. Ciudad i Verónica Noé, de la Facultat de Farmàcia i Ciències de l’Alimentació i l’Institut de Nanociència i Nanotecnologia (IN2UB) de la UB, en col·laboració amb Ramón Eritja i Anna Aviñó, de l’IQAC-CSIC i el CIBER de Bioenginyeria, Biomaterials i Nanomedicina (CIBER-BBN). També hi han tingut una participació destacada els investigadors Miguel Chillón, de l’Institut de Neurociències de la Universitat Autònoma de Barcelona (INc-UAB), i Noemí Sevilla, del Centre d’Investigació en Sanitat Animal (CISA, INIA, CSIC). La recerca també ha rebut el suport de La Marató de TV3 de 2020 dedicada a impulsar la recerca contra la COVID-19.
Pinces de polipurines per inhibir el virus responsable de la COVID-19
El maig de 2023, l’Organització Mundial de la Salut va declarar que la pandèmia de COVID-19 ja no era una emergència mundial. Tot i això, el virus SARS-CoV-2 encara està infectant un elevat nombre de persones a tot el món.
La nova metodologia es basa en la capacitat d’unes molècules conegudes com pinces de polipurines (PPRH) per frenar la replicació del virus SARS-CoV-2. Aquest és el primer treball científic que descriu com les PPRHs (PolyPurine Reverse Hoogsteen hairpins) poden actuar com a agents terapèutics i inhibir el creixement d’un virus patogènic.
Les PPRH són unes molècules curtes i senzilles d’ADN -una sola cadena formada per oligonucleòtids- que tenen una alta afinitat per seqüències específiques d’ARN. L’estudi revela per primer cop com unes pinces de polipurines -la CC1-PPRH i la CC3-PPRH- són capaces de bloquejar l’activitat d’aquest virus que té ARN com a material genètic.
«En concret, un dels braços de cada cadena de les polipurines CC1-PPRH i CC3-PPRH s’uneix de manera específica a un fragment del genoma d’ARN del virus -una seqüència de polipirimidines- mitjançant enllaços de Watson-Crick», detalla el catedràtic Carlos J. Ciudad, del Departament de Bioquímica i Fisiologia de la UB.
«Específicament, el CC1-PPRH s’uneix a la regió de l’ARN que codifica l’enzim replicasa -imprescindible per a la replicació del virus- mentre que el CC3-PPRH s’uneix a la regió codificant de la proteïna Spike, que té un paper clau en la infecció en les cèl.lules humanes», detalla l’investigador.
La nova tècnica terapèutica s’ha validat in vivo en models animals de laboratori que expressen el receptor humà ACE2, amb la col·laboració del Centre d’Investigació en Sanitat Animal (CISA, CSIC). En els equipaments del Centre de Biotecnologia Animal i de Teràpia Gènica (CBATEG-UAB), s’han fet estudis in vitro en cèl.lules Vero E6 de primat que tenen el receptor ACE2 com a via d’entrada del virus del SARS-CoV-2
«Els resultats mostren que tant CC1-PPRH com CC3-PPRH són molt efectives en les cèl.lules Vero E6. En el cas dels ratolins transgènics, el CC1-PPRH s’uneix de manera específica a la zona del genoma que codifica per la proteïna replicasa, de manera que s’inhibeix la replicació del virus», revela l’expert.
De la detecció de virus a la teràpia anticancerosa
Aquests resultats obren una nova via en la lluita antiviral i amplien les aplicacions biomèdiques de les PPRH des de l’àmbit diagnòstic fins a l’acció terapèutica. Anteriorment, l’equip havia descrit l’ús de les pinces de polipurines com un nou mètode diagnòstic per detectar virus d’ARN com el SARS-CoV-2 (International Journal of Molecular Sciences, 2023). La metodologia, més efectiva i ràpida que la prova PCR, es basa en l’alta afinitat de les pinces de polipurines (PPRH) per capturar l’ARN viral i configurar un senyal de detecció de l’agent viral quan contacta amb les mostres del pacient afectat. Aquesta tècnica de detecció es coneix com TENADA (Triplex Enhanced NucleicAcid Detection Assay).
A banda de la detecció del virus SARS-CoV-2, la tècnica TENADA també es pot fer servir per detectar el virus de la influenza o grip A (H1N1) i el virus respiratori sincitial (RSV), que causa patologies respiratòries. «També s’apliquen en tècniques diagnòstiques en altres àmbits de la biomedicina: són biosensors per determinar el grau de metilació del gen PAX-5 en el càncer, i també per detectar el gen que codifica la subunitat ribosomal mtLSU rRNA en el fong Pneumocystis jirovecii, responsable de pneumònies greus», detalla l’investigador.
En la teràpia contra el càncer, les pinces de polipurines s’han aplicat amb èxit per silenciar l’expressió gènica de diferents gens relacionats amb el càncer -síntesi de telomerasa, survivina, topoisomerasa, etc- i dianes no tractables amb medicació (els gens K-Ras i c-Myc). També s’han utilitzat com a eines per a la reparació de mutacions puntuals en el locus endogen d’un gen i per tècniques d’edició gènica relacionades amb el salt de l’exó (exon skipping).
Ciudad, Carlos J.; Valiuska, Simona; Rojas, José Manuel et al. «Polypurine reverse hoogsteen hairpins as a therapeutic tool for SARS-CoV-2 infection». The Journal of Biological Chemistry, octubre de 2024. DOI: 10.1016/j.jbc.2024.107884
