Se sabe que el SARS-CoV-2 se une al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en la superficie de la célula huésped. Este proceso facilita la fusión de la membrana del virus huésped, con la entrada en la célula de la proteasa del huésped.

La proteasa específica del huésped utilizada varía entre Virus BetacoronAunque el SARS-CoV-2 parece usar principalmente catepsina, generalmente se encuentra en el endosoma tardío, lo que indica que el SARS-CoV-2 ingresa a la célula a través de la vía endocítica. En comparación, se cree que MERS-CoV se activa predominantemente por TMPRSS2, lo que permite la entrada directa a la superficie celular, aunque también se ha observado que el SARS-CoV-2 utiliza este mecanismo.

Es posible que se requieran múltiples desencadenantes para permitir la entrada, o múltiples vías son igualmente posibles según el tipo de célula, pero los estudios que utilizan inhibidores proteolíticos dirigidos para investigar estos mecanismos pueden alterar la formación y función normales de la membrana.

En un nuevo estudio publicado recientemente por bioRxiv* Un servidor de preimpresión, un equipo de investigadores de la Universidad de Virginia, EE. UU., Utilizó experimentos de fusión de un solo virus con una proteasa controlada externamente para investigar directamente el mecanismo de activación. Descubrieron que el sitio de entrada subcelular depende de la actividad proteasa de los diferentes componentes y que son posibles vías paralelas.

¿Cómo se realizó el estudio?

El grupo congeló la membrana plasmática de la célula huésped que expresaba ACE2 y niveles bajos de TMPRSS2 en la celda de flujo de microfluidos, y marcó el virus con la fase lipofílica. Luego se agregaron proteasas a la celda de flujo y, a medida que facilitaban la entrada celular, los fluoróforos se sumergieron para resaltar el sitio subcelular. Las membranas de las células Vero se utilizaron para este propósito y se observó una fusión mínima entre estas células y los pseudovirus utilizados en ausencia de una proteasa externa.

A modo de comparación, los pseudovirus pueden ingresar a las células Calu-3, que expresan niveles más altos de TMPRSS2 y niveles similares de ACE2, más fácilmente. Los pseudovirus consistían en una membrana viral procedente del virus de la inmunodeficiencia humana, el virus vesicular de Indiana (VSV) o los virus de la leucemia murina (MLV) que expresan la proteína de elevación del SARS-CoV-2. El grupo notó que la membrana de VSV era capaz de soportar una mayor densidad de proteína de punta y, por lo tanto, ingresaba a la célula más rápidamente que las demás.

El grupo probó cuatro proteasas insertadas externamente en combinación con pseudovirus: TMPRSS11D, también conocida como proteasa de las vías respiratorias humanas similar a la tripsina (HAT), una proteína serina que se encuentra en los tejidos de las vías respiratorias; Catepsinas B y L, proteasas endógenas tardías; Y TMPRSS2, una proteasa de la superficie celular que se encuentra en las células alveolares. Ambas proteasas pudieron activar la proteína SARS-CoV-2 para la fusión, y ambas mostraron tiempos de fusión similares.

En base a esto, el grupo propone que la activación proteolítica podría ocurrir en cualquier momento, antes o después de la unión a ACE2: en el medio extracelular por HAT, en la superficie celular por TMPRSS2 o dentro del endosoma por catepsinas. Es probable que se prefiera una vía de entrada de una sola célula en tejidos o células con la mayor concentración de cualquiera de las proteasas particulares estudiadas aquí.

Los inhibidores de la proteasa están bien explorados ya que el fármaco actúa contra el SARS-CoV-2. Si bien a menudo muestra una impresionante inhibición del virus en el laboratorio, A menudo no alcanza En vivo La etapa, a la que los autores atribuyen estas múltiples vías oportunistas.

*Nota IMPORTANTE

BioRxiv publica informes científicos primarios que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, dirigiendo la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud, ni tratados como información estática.