Un equipo de investigación internacional en el que participa el Instituto de Parasitología y Biomedicina ‘López-Neyra’ del CSIC (IPBLN-CSIC) en Granada, ha diseñado unas ‘tijeras moleculares’ para detectar y frenar el avance de los siete coronavirus humanos más conocidos. La tecnología desarrollada, aún en fase de laboratorio, posee una doble función. Por un lado, podría emplearse en pruebas diagnósticas portátiles para detectar nuevos virus de la misma familia. Por otro lado, inhiben la replicación del SARS-CoV-2, responsable de la COVID-19, en modelos experimentales, lo que abre la puerta a su posible aplicación futura en tratamientos antivirales.
El trabajo, que cuenta con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación y que ha sido publicado en la revista científica Molecular Therapy: Nucleic Acids, supone un avance relevante en la búsqueda de nuevas estrategias frente a virus emergentes, al identificar una región genética común presente en todos los coronavirus humanos conocidos. A partir de esta diana compartida, los investigadores han diseñado unas ‘tijeras moleculares’ programables capaces tanto de localizar el virus como de cortar su material genético para impedir su multiplicación.
Cuando un virus entra en el cuerpo humano, utiliza sus instrucciones genéticas para fabricar nuevas copias de sí mismo. Cuantas más copias produce, más se extiende la infección. A diferencia de otras herramientas de diagnóstico, esta propuesta no se limita a reconocer una proteína del virus, como ocurre en muchos tests rápidos, sino que ubica directamente una secuencia de su material genético. Para ello, el equipo diseñó pequeñas moléculas guía que actúan como una especie de ‘GPS molecular’: localizan una zona concreta del ARN, es decir, las instrucciones genéticas que el virus usa para multiplicarse, y conducen hasta ella la herramienta de corte.
El equipo científico ha desarrollado una herramienta basada en CRISPR.
La autora principal del estudio, la investigadora del IPBLN-CSIC Elena Herrera, explica que la herramienta funciona como un sistema de búsqueda y corte dirigido a una señal genética conservada entre distintos coronavirus. «Si en el futuro apareciera un nuevo coronavirus, el sistema podría adaptarse rápidamente para detectarlo o intentar bloquear su multiplicación», señala.
La investigación ha demostrado en ensayos de laboratorio que esta tecnología reduce la replicación de varios coronavirus humanos. En el caso del SARS-Cov-2, responsable de la COVID-19, logró disminuir su capacidad de multiplicación en más de un 95% en los modelos experimentales utilizados.
Además de su potencial antiviral, el equipo ha adaptado esta misma estrategia para desarrollar pruebas diagnósticas rápidas basadas en CRISPR, una tecnología molecular que programa unas proteínas para que encuentren una secuencia genética concreta. En este caso, funciona como unas ‘tijeras moleculares’: una guía las lleva hasta una zona común del coronavirus y, si la reconocen, cortan el ARN viral y activan una señal para detectarlo.
Los ensayos realizados mostraron una elevada sensibilidad, con capacidad para detectar cantidades mínimas del virus y distinguirlo de otros patógenos respiratorios como la gripe, reduciendo de esta forma el riesgo de falsos positivos.
Otro de los aspectos más destacados de la investigación es su posible aplicación frente a futuras amenazas sanitarias. Los investigadores comprobaron que la misma señal genética identificada en coronavirus humanos también se encuentra presente en distintos coronavirus animales, lo que podría facilitar el desarrollo rápido de herramientas de detección y control ante la aparición de nuevos virus con potencial de transmisión a las personas.
El grupo continuará esta línea de investigación para desarrollar nuevas técnicas de diagnóstico basadas en CRISPR frente a enfermedades infecciosas y explorar su potencial como estrategia antiviral. En paralelo, el equipo explora nuevas aproximaciones frente al VIH, que causa una infección para la que aún no hay cura. «El VIH es un virus complejo, dado que integra su material genético en las células infectadas. Aunque se han descrito casos excepcionales de remisión prolongada tras procedimientos muy específicos, los tratamientos disponibles solo permiten controlar la infección, pero no eliminarla por completo», detalla la investigadora.
Un investigador analiza el resultado de una de las pruebas.
Este avance científico ha contado con financiación de la Consejería de Universidad, Investigación e Innovación de la Junta de Andalucía a través del programa Emergia, destinado a impulsar el talento investigador y el desarrollo de proyectos científicos de excelencia con impacto internacional. El estudio también ha recibido apoyo del programa Aspasia-NWO y del China Scholarship Council.
La Consejería de Universidad, Investigación e Innovación quiere destacar la relevancia de este resultado científico, que refuerza el papel de Andalucía en la investigación biomédica internacional y demuestra el impacto de las políticas de apoyo al talento y a la ciencia de excelencia impulsadas desde el Gobierno andaluz.