Investigadores españoles identifican nuevos genes humanos cruciales para la infección por el virus causante de la COVID-19
Los científicos han realizado un complejo cribado genético de todo el genoma humano mediante la tecnología de edición genómica CRISPR/Cas9 hasta lograr hallar genes necesarios para la infección por el coronavirus | La investigación ha permitido identificar genes esenciales para el proceso infectivo que habían pasado inadvertidos en otros estudios y se ha centrado en encontrar genes humanos necesarios para las primeras fases de la infección del virus | El trabajo, que ha sido publicado en The EMBO Journal, permite una mejor comprensión del mecanismo de internalización del virus e identifica nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de la COVID-19 | La investigación, dirigida por el Dr. Carlos López-Otín, de la Universidad de Oviedo, cuenta con la participación del Instituto Universitario de Oncología del Principado de Asturias (IUOPA), los Institutos de Investigación Sanitaria del Principado de Asturias (ISPA) y de las Islas Baleares (IdISBa), el Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares (CNIC), y el Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA-INIA-CSIC)
Un equipo de investigadores dirigido por el Dr. Carlos López-Otín, de la Universidad de Oviedo, ha logrado identificar nuevos genes involucrados en la infección de células respiratorias e intestinales humanas por el virus SARS-CoV-2 causante de la COVID-19. El estudio se ha publicado hoy en The EMBO Journal, la prestigiosa revista oficial de la Organización Europea de Biología Molecular. Alejandro Piñeiro y Gabriel Bretones, investigadores del Departamento de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad de Oviedo y autores principales del estudio, han realizado en este trabajo un complejo cribado genético de todo el genoma humano mediante la tecnología de edición genómica CRISPR/Cas9 hasta lograr identificar los genes necesarios para la infección por el coronavirus SARS-CoV-2.
Para ello, en primer lugar, los investigadores construyeron mediante ingeniería genética una versión artificial del virus SARS-CoV-2 carente de capacidad de replicación y, por tanto, incapaz de expandirse en el entorno. A continuación, eliminaron en células pulmonares humanas, de forma específica e individualizada, cada uno de los más de 20.000 genes humanos codificantes de proteínas e interrogaron gen a gen la susceptibilidad celular a la infección con el pseudovirus artificial. Este trabajo condujo a la identificación, entre otros, de los genes humanos PLAC8 Y SPNS1, codificantes de proteínas implicadas en procesos biológicos como la endocitosis y la autofagia, que pueden contribuir a las infecciones víricas.
Para corroborar estos descubrimientos, los investigadores contactaron con la entonces directora del Centro de Investigación en Sanidad Animal (CISA-INIA), la Dra. Marisa Arias, para llevar a cabo experimentos con virus SARS-CoV-2 naturales y plenamente infecciosos. Este centro es referencia internacional en el estudio de enfermedades infecciosas y dispone de las instalaciones de alta seguridad biológica imprescindibles para este tipo de trabajos. Allí los investigadores, con la ayuda del grupo de Enfermedades Emergentes y Transfronterizas, dirigido por el Dr. Miguel Ángel Jiménez Clavero, confirmaron sus hallazgos previos utilizando una cepa del virus original (CISA/H-Ap20-1) aislada por el propio grupo durante la primera ola de la pandemia.
Alejandro Piñeiro, primer autor del artículo, señala que "no es el primer estudio de este tipo que se realiza en el mundo, pero nuestro diseño experimental basado en el empleo de células pulmonares humanas y complejas técnicas de edición génica nos ha permitido identificar genes esenciales para el proceso infectivo que habían pasado inadvertidos en otros estudios. Además, y a diferencia de otros estudios, nuestro trabajo se ha centrado en encontrar genes humanos necesarios para las primeras fases de la infección del virus, antes de que se produzca su replicación en el interior de la célula".
Por su parte, Gabriel Bretones enfatiza que "estos hallazgos permiten comprender mejor el mecanismo de internalización del virus y, por lo tanto, la identificación de nuevas dianas terapéuticas para el tratamiento de la COVID-19 y de otras enfermedades causadas por coronavirus que puedan aparecer en el futuro. Ello permitirá el desarrollo de terapias dirigidas para mejorar el tratamiento y ayudar a las vacunas a contener la expansión de la enfermedad".
Por último, Carlos López-Otín destaca que "nuestro laboratorio no se dedica a la virología, pero en estos últimos años hemos desarrollado métodos experimentales muy avanzados para el análisis genómico y funcional del cáncer y del envejecimiento, que ahora hemos podido aplicar al estudio del coronavirus SARS-CoV-2. Me siento muy orgulloso de todos los miembros de mi grupo que, por puro compromiso social, dejaron sus proyectos particulares entre paréntesis para dedicar su esfuerzo y su talento al estudio de un virus que nos ha mostrado con absoluta nitidez la gran verdad de la vulnerabilidad humana".
En este estudio, financiado por el Instituto de Salud Carlos III (COV20/00652), el Ministerio de Sanidad, el Ministerio de Ciencia e Innovación y la Consejería de Ciencia, Innovación y Universidad del Principado de Asturias, también han participado David Rodríguez, Víctor Quesada, Francisco Llorente, Raúl Fernández-Delgado, Jesús Vázquez, Enrique Calvo, Isaac Tamargo-Gómez, Guillermo Mariño, David Roiz-Valle, Daniel Maeso, Miguel Araujo-Voces, Yaiza Español, Carles Barceló, José M.P. Freije y Alejandro López-Soto.
Referencia
Alejandro P. Ugalde, Gabriel Bretones, David Rodríguez, Víctor Quesada, Francisco Llorente, Raúl Fernández-Delgado, Miguel Ángel Jiménez-Clavero, Jesús Vázquez, Enrique Calvo, Isaac Tamargo-Gómez, Guillermo Mariño, David Roiz-Valle, Daniel Maeso, Miguel Araujo-Voces, Yaiza Español, Carles Barceló, José M.P. Freije, Alejandro López-Soto y Carlos López-Otín. Autophagy-linked plasma and lysosomal membrane protein PLAC8 is a key host factor for SARS-CoV-2 entry into human cells. The EMBO Journal (in press).
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