Al darrer #IMIMseminarsathome es van presentar els dos primers projectes de l’Institut Hospital del Mar d’Investigacions Mèdiques (IMIM) per combatre la COVID-19. En aquest article resumim el que ambdós estudis pretenen aconseguir.
Inhibint l’entrada del coronavirus a la cèl·lula
El projecte dirigit per Jana Selent, investigadora principal del programa de recerca sobre informàtica biomèdica, té com a objectiu identificar fàrmacs antivirals per intervenir en el cicle vital de SARS-CoV-2, prevenint la seva entrada a les cèl·lules.
Per augmentar les oportunitats de trobar aquest fàrmac, l’equip està portant a terme una estratègia dual, establint dues proteïnes a la vegada com a diana terapèutica. Una d’elles la utilitza el virus per unir-se a la cèl·lula hoste; es tracta de la proteïna spike, i és per ella que el coronavirus es diu així. L’altra, que també està involucrada en catalitzar l’entrada del virus a la cèl·lula, és un enzim que trobem a la membrana de les cèl·lules humanes. Amb la finalitat de trobar un fàrmac l’abans possible, el personal científic està utilitzant drug re-profiling.
El drug re-profiling consisteix en reassignar un medicament existent, amb un perfil de seguretat conegut — que originalment és utilitzat per quelcom diferent — pel tractament d’una nova malaltia, en aquest cas, la COVID-19.
“Comencem amb una base de dades estructural de 7.000 components, tots ells medicaments que han sigut aprovats per les diferents organitzacions oficials (FDA, etc.), així com els seus metabòlits, si són coneguts. Fem un cribratge virtual per veure quins podrien ser útils contra el SARS-CoV-2”, explica Selent.
Hi ha dues maneres de fer aquest cribratge virtual:
- El cribratge virtual basat en les dianes terapèutiques consisteix en començar amb la informació estructural de la teva diana i buscar fàrmacs que puguin unir-se a ella i modular-la.
- El cribatge virtual basat en els farmacòfors té lloc quan no es té informació estructural sobre la proteïna diana, però si sobre altres molècules (per exemple, inhibidors) que hi interactuen. S’analitzen les característiques d’aquestes molècules i es busquen fàrmacs similars als mateixos.
Jana Selent i el seu equip estan utilitzant ambdues estratègies, la basada en dianes terapèutiques (sent en el cas de COVID-19 la proteïna spike la diana) i la basada en farmacòfors (sent en el cas de COVID-19 l’enzim a la membrana de l’hoste, del qual no es disposa informació estructural).
Convertint els spikes del coronavirus en espies
“Molts estudis que han estat recentment publicats ens proporcionen informació de l’estructura de la proteïna spike, i com aquesta reconeix la cèl·lula hoste. Actualment utilitzem simulacions informàtiques per caracteritzar millor la dinàmica d’aquesta infecció i descobrir quins són els llocs específics pels que la proteïna vírica s’uneix a la cèl·lula hoste”, comenta la líder del grup. El seu equip ha identificat ja set fàrmacs candidats cribrats d’entre un total de 7.000 components de la base de dades per veure si algun d’ells és capaç de bloquejar aquests llocs.
“Estem avançant cap a la tercera fase del projecte per alguns dels candidats, tals com la ivermectina, originalment un antiparasitari, que sembla prometedor. Aquesta següent fase consistirà en un assaig in vitro que esperem que tingui lloc a finals del mes d’abril amb els nostres col·laboradors de la companyia de biotecnologia Interax”, afegeix la científica. Després d’això, el grup espera avançar cap a l’última fase: els assaigs clínics. Selent espera que això pugui ser relativament ràpid, doncs els medicaments que estan investigant ja han estat aprovats pel seu ús humà.
El poder del sistema immunitari
Giuliana Magri, del grup de recerca sobre cèl·lules B a l’IMIM, intenta trobar una altra manera per ajudar als pacients de COVID-19.
La idea és que els anticossos generats pels pacients de COVID-19 puguin ser utilitzats per neutralitzar la infecció del coronavirus en altres persones. “Un estudi recent, per exemple, va demostrar que el plasma de pacients convalescents podia ajudar en el tractament dels pacients greus de COVID-19”, explica.
L’estudi que dirigeix té dues parts:
- Caracterització de la dinàmica de la resposta dels anticossos en pacients de COVID-19, que permetrà al personal investigador identificar pacients molt responsius (per exemple, pacients amb elevades concentracions d’anticossos).
- Generació d’anticossos monoclonals humans recombinants específics a partir de cèl·lules B de la sang perifèrica d’aquests pacients molt responsius.
Estan incloent pacients amb COVID-19 de l’Hospital del Mar en aquest estudi. “Recollirem mostres de sang uns 8 dies després de veure símptomes — quan hi ha un pic en la generació d’anticossos — i un altre cop tres mesos després. Analitzarem la dinàmica de la resposta dels anticossos a través dels assaigs serològics per detectar els anticossos específics i el perfil immunològic”, comenta la investigadora.
D’un o dos pacients altament responsius (amb elevats nivells de cèl·lules B específiques per SARS-CoV-2), un cop s’hagin recuperat, en recolliran mostres de sang, n’aïllaran les seves cèl·lules B i en clonaran les cadenes lleugeres i pesades dels anticossos per produïr-los en massa.
“Esperem generar i seleccionar com a mínim 100 anticossos monoclonals específics de SARS-CoV-2. A llarg termini, ens agradaria analitzar la seva capacitat de neutralització, seleccionar el millor (o els dos millors) i produïr-los a gran escala per utilitzar-los com a tractament biològic”, conclou Magri.
Pots escoltar ambdós seminaris al video que et deixem a continuació (en anglès):
