#UPNAResponde/#NUPekErantzun: ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula?

Responde: Antonio G. Pisabarro De Lucas, catedrático de Microbiología en el Departamento de Ciencias de la Salud y director del Instituto IMAB (Institute for Multidisciplinary Research in Applied Biology-Instituto de Investigación Multidisciplinar en Biología Aplicada) de la Universidad Pública de Navarra (UPNA).

 

En episodios anteriores (ver más abajo las entradas precedentes), hemos visto cómo el SARS-CoV2 utilizaba la espina de su corona para unirse a la proteína ACE2 de las células de nuestras vías respiratorias e invadirlas. Hoy veremos qué ocurre cuando el virus entra dentro de una célula.

Como vimos en el capítulo anterior, el coronavirus fusiona su envoltura con la membrana de la célula que va a infectar para entrar en el citoplasma celular. En ese momento, comienza un proceso que culminará, al final, en la producción de muchas, muchas más partículas virales. En primer lugar, la caja de proteínas que forma el virus se desmonta dejando libre su material genético: una única y larga molécula de ARN de más de 29.000 bases: de más de 29.000 cuentas de cuatro colores ordenadas de una manera determinada que leerán los ribosomas para fabricar las diez proteínas necesarias para la multiplicación del virus. Esto quizá requiera una breve explicación: la información genética codificada en el ARN está escrita en un lenguaje (lenguaje de ácido nucleico, permítaseme decir) diferente del lenguaje en el que están fabricadas las herramientas que van a hacer funciones concretas en las células o van a formar las cajas de los nuevos virus (que están escritas en lenguaje de proteínas, siga permitiéndoseme decir). Para pasar de un lenguaje a otro, son necesarias máquinas de traducción: los ribosomas. Pues bien, los ribosomas de nuestras células son capaces de leer y traducir directamente las instrucciones del virus escritas en el ARN que ha quedado libre en el interior de la célula (en el citoplasma) cuando la caja que portaba el material genético del virus invasor se desmontó.

Dentro de la celula

Ilustración: Manuel Álvarez García.

Y ¿qué órdenes del virus se ejecutan? ¿Qué proteínas del virus se sintetizan? El genoma del SARS-CoV2 codifica diez proteínas. El primer gen del coronavirus en expresarse es el mayor de todos y codifica la primera proteína en fabricarse: la replicasa. Esta es, en realidad, una proteína muy grande que se corta ella misma, en seis proteínas más pequeñas que desempeñan distintas funciones. Es decir, la replicasa del coronavirus contiene una pieza que actúa como proteasa que sirve para autocortarse (perdón por la palabra). Esto es importante, porque estas autoproteasas pueden ser una diana para fármacos antivirales. La función de las otras proteínas de la replicasa es hacer muchas copias del ARN viral para poder fabricar muchas copias nuevas del virus. También estas proteínas son especiales porque copian ARN para fabricar ARN y eso es infrecuente. Las cosas infrecuentes hacen a muchos virus especiales; pero también son sus talones de Aquiles a los que apuntar los dardos de nuestros antivirales.

Leyendo el genoma del virus, después de la replicasa vienen, y se expresan por orden, los genes que codifican las proteínas que van a formar la espina (la proteína S que ya conocemos), la proteína de la envoltura (proteína E, que ayuda al virus a ensamblarse en la célula que ha secuestrado), la proteína de la membrana (proteína M, que es la más abundante e importante para formar el nuevo virus y que se une a una membrana interna de la célula infectada para formar la capa que envolverá y dará forma al nuevo virus que está por nacer) y la proteína de la nucleocápsida (proteína N, que sirve para empaquetar el ARN del nuevo virus en su caja).

Las proteínas M y E se insertan en una membrana interna de la célula y, juntas, empiezan a formar, dentro de la célula, una especie de ampolla (una vesícula) a la que se incorporarán, por la parte externa, la proteína S y, por la interna, la proteína N que, a su vez, ha ido formando un ovillo con las nuevas moléculas de ARN viral que la replicasa ha sintetizado. Todas las proteínas del invasor trabajan coordinadamente para fabricar un nuevo virus. Cuando la caja formada por la proteína N unida al ARN está dentro de la vesícula de membrana formada por las proteínas M, E y S, la nueva partícula viral se ha formado y saldrá de la célula usando una vía similar a la que usa la célula para expulsar cosas al exterior: la llamada vía de la exocitosis. Y, de esta forma, nace un nuevo coronavirus listo para infectar otra célula. Y esto, que inicialmente no es muy dañino para la célula, se repetirá miles de veces, lo que sí es dañino para la célula.

Ya es tarde. Dejamos el citoplasma de nuestra célula donde, bajo el sol azul del núcleo y la mirada lejana de una mitocondria, el ARN viral liberado por el desmembramiento del virus entra, como una serpiente, en un ribosoma que leerá sus instrucciones para fabricar las proteínas que construirán nuevos virus y, finalmente, terminarán por llevar la célula a la destrucción.  En un siguiente artículo, veremos qué hace la célula cuando todo esto ocurre en su interior.

Mientras tanto, cuídense.

 

Nota 1: listado de artículos del catedrático Antonio G. Pisabarro De Lucas sobre el coronavirus.

1. ¿Qué es el coronavirus?

2. Coronavirus: ¿cómo es el “malo” de esta película?

3. ¿Quiénes son las primeras víctimas del ataque del coronavirus?

4. ¿Cómo nos invade el virus? El primer encuentro del virus con nuestras células

5. ¿Cómo secuestra el coronavirus la célula? (presente artículo)

6. ¿Cómo sabe el sistema inmune que una célula está infectada por el coronavirus? Diario de la resistencia. Día 1

7. ¿Cómo se producen los primeros síntomas de la enfermedad covid-19? Fuego y explosiones en el inicio de la batalla

8. ¿Qué es la tormenta de citoquinas? Diario de resistencia ante el coronavirus

9. ¿Cómo se producen los anticuerpos contra el coronavirus?

10. ¿Qué son los linfocitos T y cómo luchan contra las células infectadas? Los linfocitos responsables de la lucha célula a célula

11. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma diferente a distintas personas? Preguntas esperando respuestas

12. ¿Por qué afecta el coronavirus de forma tan grave a las personas más mayores? Preguntas esperando respuestas

13 y siguientes. Se pueden localizar con el buscador de la parte superior derecha.

Nota 2: las personas interesadas podrán plantear a investigadores de la UPNA cuestiones relacionadas con el coronavirus o el estado de alarma a través del correo electrónico vicerrectorado.proyeccionuniversitaria@unavarra.es, incluyendo en el asunto #UPNAResponde/#NUPekErantzun.