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Investigadores del Instituto de Física de Cantabria (IFCA, centro mixto del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y la Universidad de Cantabria) han participado en un estudio internacional dirigido por científicos del Centro Nacional de Biotecnología (CNB-CSIC) que han identificado algunas claves de la flexibilidad de la proteína spike del coronavirus SARS-CoV-2, fundamental para permitir la entrada del virus en las células humanas y propagar la infección. Este conocimiento, publicado en la revista International Union of Crystallography Journal, podría ser útil en el diseño de terapias para bloquear el acceso del virus al interior de las células.

Según explica el investigador del IFCA Álvaro López, al principio de la pandemia el CSIC lanzó la plataforma temática interdisciplinar Salud Global, a la cual se sumaron diferentes centros de investigación, universidades e incluso empresas que necesitaban potencia de cálculo para trabajar desde diferentes áreas sobre el coronavirus. "Nosotros participamos, por un lado, coordinando un acceso ordenado de esos grupos a los distintos recursos de computación y almacenamiento disponibles".

Además, el Grupo de Computación Avanzada y de e-Ciencia puso a disposición de esa plataforma la infraestructura de cálculo y almacenamiento de la que dispone el IFCA, entre la que se encuentran el supercomputador Altamira de la UC o la plataforma de computación científica en la nube del CSIC. Tras recibir la solicitud del CNB para el procesamiento de imágenes de crio-microscopía electrónica, "en dos días dimos el acceso y pusimos a dos personas dando soporte para la configuración y preparación del entorno de computación adecuado para procesar ese tipo de imágenes", explica López.

Movimientos e imágenes

Mediante este estudio, los investigadores del CSIC han podido caracterizar por primera vez de forma cuantitativa los movimientos de la proteína spike y proponen la localización de algunas bisagras moleculares que permiten esos movimientos. Los científicos han desarrollado nuevos métodos computacionales para el estudio de cientos de miles de imágenes y poder así analizar la dinámica estructural de la proteína.

Los grupos implicados son de España y Estados Unidos, tanto del CNB y de su Centro de Procesamiento de Imagen de la Infraestructura Europea de Biología Estructural Instruct-ERIC-, como del Centro de Química Física Rocasolano (IFQR-CSIC), en colaboración con las universidades Autónoma de Madrid, Yale y Texas, así como el IFCA y el Centro de Supercomputación de Barcelona.

José María Carazo, investigador del CNB-CSIC, destaca que gracias a la utilización de recursos computacionales de diferentes instituciones se han logrado "resultados impensables sólo hace unos años y en un tiempo récord". Roberto Melero, primer autor del trabajo junto con Carlos Óscar Sánchez Serrano, explica que "el trabajo prueba la existencia de una flexibilidad continua y característica en la proteína S del SARS-CoV-2 que no habíamos sido capaces de detectar previamente, y que podría ser útil en el diseño de nuevas terapias dirigidas a bloquear la entrada del virus en la célula". 

Referencias del artículo:

R Melero, COS Sorzano, B Foster, JL Vilas, M Martínez, R Marabini, E Ramírez-Aportela, R Sánchez-García, D Herreros, L del Caño, P Losana, YC Fonseca-Reyna, P Conesa, D Wrapp, P Chacón, JS McLellan, HD Tagareb, JM Carazo. Continuous flexibility analysis of SARS-CoV-2 spike prefusion structures. International Union of Crystallography Journal. DOI: doi.org/10.1107/S2052252520012725

PIES DE FOTO: Álvaro López, investigador del IFCA / gráfico de la espícula de SARS-CoV-2.