Vincere il Coronavirus

“Sono sempre stato curioso delle cose intorno a me. Mi chiedo sempre cos'è questo e quello, come funziona e perché? lei dice. “A volte mi sembra di essere un bambino di 3 anni che scopre il mondo. Mi emoziono quando imparo qualcosa di nuovo”.

Rosas Lemus ha conseguito il dottorato di ricerca presso l'Università Nazionale Autonoma del Messico. Ha svolto la sua prima ricerca post-dottorato presso l'Illinois Institute of Technology di Chicago e da lì ha continuato la sua ricerca presso la Northwestern.

È lì che si è interessata allo studio della struttura delle proteine ​​metaboliche dei microrganismi, legate alle malattie infettive e alla resistenza antimicrobica.

"Fondamentalmente non abbiamo strumenti sufficienti per progettare nuovi farmaci", afferma. “Se hai un'infezione batterica, la prima cosa che fanno i medici è somministrarti degli antibiotici, ma non sono molto efficaci e stiamo finendo i farmaci per trattare le infezioni gravi causate da agenti patogeni resistenti agli antimicrobici. Sono molte le specie che si stanno evolvendo per resistere sempre di più. Quindi, è un fardello che si sta solo accumulando ed è molto serio”.

Rosas Lemus stava svolgendo una ricerca post-dottorato presso il Center for Structural Genomics of Infectious Diseases della Northwestern quando ha colpito il COVID-19. Su mandato del NIH, lei e il suo team hanno iniziato a studiare le proteine ​​virali COVID-19 basate su ciò che era noto dal virus SARS.

"Quello che facciamo lì è determinare la struttura delle proteine ​​importanti per la patogenesi o la resistenza antimicrobica dei microrganismi", afferma. “L'obiettivo è analizzare queste strutture e sviluppare nuove terapie, come farmaci o vaccini. L'idea è che se un microrganismo sta producendo una proteina essenziale per la replicazione o per la patogenesi, potremmo usare quella proteina come un buon bersaglio. Se inibiamo quella proteina, possiamo impedire il comportamento patogeno o la replicazione o la colonizzazione dell'ospite.„

Studiare la struttura delle proteine ​​è come guardare una mappa che indica un sito attivo, dice Rosas Lemus. "Oppure, a volte ti dicono altri siti che sono importanti per interagire con altre proteine ​​o che sono esposti, quindi puoi usarli per sviluppare vaccini, per esempio."

In COVID-19, era la struttura della proteina spike situata all'esterno di un coronavirus che gli scienziati hanno utilizzato per sviluppare vaccini a mRNA, come quelli creati da Pfizer-BioNTech e Moderna, e vaccini a subunità proteica (Novavax).

All'UNM, la ricerca finanziata dal NIH di Rosas Lemus è focalizzata sul futuro.

“Ora abbiamo vaccini e farmaci che inibiscono la replicazione dei coronavirus”, afferma. “Tuttavia, la storia naturale dei microrganismi patogeni ci ha insegnato che l'evoluzione promuove la resistenza e ci sono alcuni studi che dimostrano che i coronavirus potrebbero sviluppare resistenza ai trattamenti attuali.

“Quindi, dobbiamo affrontare questo problema prendendo di mira diverse parti del ciclo di replicazione virale che sono meno inclini a sviluppare mutazioni, che possono causare resistenza. Quindi, ogni volta che si presenta un'altra crisi del coronavirus o un altro focolaio, siamo pronti ad affrontarlo perché avremo vaccini da un lato ma anche altri farmaci che potrebbero aiutare a prevenire la diffusione della malattia.

Uno degli obiettivi della sua ricerca è comprendere meglio l'interazione di specifiche proteine ​​del SARS-COV-2 (il virus responsabile del COVID-19) con altre proteine ​​dell'ospite.

"I coronavirus hanno bisogno sia delle proteine ​​virali che dell'ospite per la replicazione e sappiamo che alcune di queste interazioni sono essenziali per supportare la replicazione virale e l'infezione", afferma.

“I coronavirus hanno un enorme complesso per la replicazione dell'RNA virale formato da almeno cinque diverse proteine. Tuttavia, la via metabolica che segue la replicazione e la sua organizzazione non sono ben descritte. Mi interessa capire la regolamentazione e l'organizzazione di questo percorso, chiamato Capping, perché questo è un processo essenziale che il virus utilizza per nascondersi dalla sorveglianza immunitaria della cellula ospite".

Rosas Lemus afferma che l'ultimo passaggio della via metabolica è il complesso nsp16-nsp10, che ha un tasso di mutazione molto basso. Per questo motivo, dice che è un buon candidato per lo sviluppo di farmaci.

"Durante la pandemia, mi sono concentrata sullo studio della struttura e dell'attività di questo complesso", afferma. “Ora la mia ricerca mira a capire come nsp16-nsp10 interagisce con altre proteine ​​virali nella cellula. Questo complesso interagisce anche con le proteine ​​dell'ospite, possiamo determinare la struttura di questi complessi e sviluppare un inibitore specifico che miri a queste interazioni e, infine, quali sono le conseguenze della cattura delle proteine ​​dell'ospite e delle vie metaboliche a vantaggio della replicazione virale sull'ospite? metabolismo?"

L'ultima domanda è molto importante, dice, perché quella ricerca potrebbe portare a una migliore comprensione del motivo per cui le persone con malattie metaboliche, come il diabete o la sindrome metabolica, hanno esiti peggiori con COVID-19. "Quindi potremmo cercare altri trattamenti specifici per queste condizioni".

Rosas Lemus afferma che combinare la sua ricerca con ciò che già sappiamo su COVID-19 è fondamentale.

"Per essere un bravo scienziato dobbiamo essere umili, aperti e comunicare con altre discipline", dice. "Non possiamo sapere tutto, ma possiamo sempre imparare qualcosa di nuovo e aprire la porta a idee più brillanti."