Algunas reflexiones sobre el SARS-CoV-2 y el heparán sulfato
20 de marzo de 2022 por ferniglab
Después de una interacción en Twitter con un colega asociado con #LongCovid y #TeamClots, me pidió algunas referencias. Pensé qué enviar y luego me di cuenta de que las referencias más algo más que un Tweet podrían ser útiles, así que aquí va.
Un breve resumen
Nuestra primera incursión en las interacciones del SARS-CoV-2 con la heparina y, por lo tanto, con el sulfato de heparán celular (HS), se publicó hace poco más de 2 años en marzo 2020, escrito en un GoogleDoc el viernes por la noche y el sábado siguiente. Esto no fue una puñalada a ciegas, sino que se basó en trabajos previos de nuestros colegas italianos que demostraron una interacción SARS-CoV con heparina e informó por comparación el dominio de unión al receptor (RBD) de los virus. En los meses siguientes, confirmamos los datos, publicamos dos preprints más y luego, al remaining del año, los datos finalmente se publicaron en un revista revisada por pares.
Habíamos considerado que la proteína espiga del SARS-CoV-2 podría usar un sistema de receptor twin análogo al de los factores de crecimiento de fibroblastos y muchos otros ligandos de proteínas que regulan la función celular en el desarrollo, la homeostasis y la enfermedad. Esto resulta ser el caso. Otros en la comunidad de glicosaminoglicanos estaban activos, explorando estructura-función y cómo la unión al sulfato de heparán es un requisito previo para la Spike proteína para cargar en ACE-2. Por lo tanto, a este respecto, Spike parece un ligando dependiente de sulfato de heparán endógeno clásico, que requiere un complejo ternario de ligando, correceptor de sulfato de heparán y receptor de proteína transmembrana.
Ingrese a la fase izquierda neuropilina-1 (NRP-1). En nuestra emoción nos habíamos olvidado de esto. La proteína Spike se une a NRP-1, por ejemplo, aquí. Es possible que este sea al menos uno de los mecanismos por los que accede al cerebro.
p.ej, aquí y aquí), a través de la unión de NRP-1 en las neuronas olfativas o a través de la barrera hematoencefálica (recuerde que NRP1 también es importante para controlar la angiogénesis). La interacción con NRP-1 es predecible. NRP-1 se une heparina y es un proteína de unión a heparina. Es decir, sus dominios ácidos son razonablemente miméticos de la heparina y le permiten unirse a algunas, pero de ninguna manera a todas, las proteínas de unión a la heparina. Para confundir las cosas, NRP-1 es un proteoglicano facultativo, por lo que puede llevar una cadena de sulfato de heparán (o sulfato de condroitina). Vale la pena señalar que la simetría anatómica del sistema nervioso y la vasculatura se extiende hasta el nivel molecular, siendo NRP-1 un excelente ejemplo de esto último. ¿Cuál es el estado de glicanación de NRP-1 en las neuronas olfativas? Nadie lo sabe. Un aparte interesante aquí es el vínculo entre 3-O sulfatación de heparán sulfato y NRP-1.
Frustraciones
Hay muchos, muchos cabos sueltos
El RBD y la proteína Spike son proteínas muy difíciles de trabajar. Independientemente de la fuente de la proteína, pierde la capacidad de unirse a la heparina con mucha facilidad, lo que se correlaciona con un cambio conformacional en la proteína, detectable por dicroísmo round, y esto mucho tiempo antes de que se pueda observar una disminución en la unión de ACE2. También hay algo inusual en la interacción del RBD con la heparina. in vitro. Necesita SDS para disociar el RBD (aquí y aquí). He visto esto hace algunos años con la trombospondina (TSH), donde tuvimos que usar urea para disociar la trombospondina unida. Esto nunca se publicó, ya que, en consecuencia, los datos eran bastante confusos. Mi explicación fue que la reacción de unión period un proceso de dos pasos.
TSH + HS = TSH:HS > TSH*:HS
Donde TSH* es una conformación inducida por el evento de unión reversible inicial, que da como resultado un complejo que no puede disociarse. Algo related puede estar sucediendo con Spike, lo que significaría que la heparanasa puede desempeñar un papel importante en la mediación de la carga de SARS-CoV-2 en ACE2. Al menos uno El inhibidor de heparanasa es un potente in vitro inhibidor de la infección por SARS-CoV-2 y puede ser que los efectos inhibitorios de varios azúcares sulfatados se deban en parte a la inhibición de la heparanasa.
Terapia
Primero para descargar algo de frustración. El mundo gastó millones en ensayos clínicos basados en datos fraudulentos (hidroxicloroquina, ivermectina) mientras la gente moría, y nada en ensayos dirigidos al mecanismo dependiente del heparán sulfato del SARS-CoV-2. Esto a pesar del hecho de que (1) la coagulopatía es tratable con heparinas y (2) existen productos inspirados en heparansulfato que son excelentes estimuladores de la reparación de heridas en el contexto de inflamación crónica, por ejemplo, úlceras diabéticas de extremidades inferiores por OTR3. Un ensayo clínico de heparina en no SARS-CoV-2 ARDS parecía muy prometedor (lamentablemente detrás de un muro de pago). Ahora tenemos un primer estudio en SARS-CoV-2 y es bastante decepcionante: ningún efecto importante.
¿Por qué podría ser eso? La explicación más possible es que la heparina no es el compuesto adecuado. Aunque se usa ampliamente como anticoagulante, es una fracción muy especializada de sulfato de heparán, producida por los mastocitos. En comparación con el sulfato de heparán, la heparina es muy corta, está muy sulfatada y carece de la estructura de dominio extensa del sulfato de heparán. El sulfato de heparán mucho más largo, con su norteLos dominios de transición y acetilo que separan los dominios sulfatados tienen un alcance mucho mayor y pueden doblarse de forma bastante pronunciada; esto se ve con VEGF, que la heparina se une bastante mal, ya que tiene problemas para unirse a ambos sitios de unión en el dímero de VEGF. La capacidad de HS para unir varias proteínas probablemente sea importante en sus funciones (recuerde, en los tejidos y en las células solo hay sulfato de heparán, no heparina). Estas funciones se relacionan con la vinculación sobre 800 proteínas extracelulares que regulan la comunicación celular. Entonces, en lugar de la heparina, un mimético resistente a la heparanasa del sulfato de heparán como los compuestos OTR3 pueden ser las moléculas de elección. Hasta el momento, solo hay informes de casos anecdóticos fuera de etiqueta, pero todos sugieren que dichos compuestos pueden ser muy efectivos tanto contra el SARS-CoV-2 como para revertir la patología molecular de LongCovid, que incluye, entre otros, microcoágulos.
