Plataformas tipo órbitrap, fundamentales para entender y diagnosticar SARS-Cov-2

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El Dr. Eliel Ruiz May es investigador del área de Biotecnología, con gran reconocimiento en la comunidad científica de México, siendo el primero en realizar su investigación en el Sistema Tri-hibrido Orbitrap, llevando su trabajo a un nivel de reconocimiento Internacional.

El Dr. Ruiz-May se desempeña como Inves- tigador Titular A, Red de Estudios Moleculares Avanzados Instituto de Ecología A. C. (INECOL) Xalapa, Veracruz, México, Cluster Biomimic®. Su especialidad está asociada con cambios moleculares y estructuras durante la ontogenia de frutos tropicales.

En esta ocasión, el Dr. Ruiz-May nos comparte una revisión de la información actual de los estudios de proteómica del COVID-19, usando tecnología de Cromatografía de Espectrometría de Masas de Alta Resolución y Exactitud de Masas LC-MS/MS Thermo Scientific Orbitrap®.

Plataformas tipo ‘Orbitrap’, pieza fundamental para entender y diagnosticar el SARS-CoV-2 Desde el brote del SARS en 2003, estudios proteómicos proporcionaron información importante del virus causante. Uno de los primeros estudios, que datan de hace más de 10 años, fue realizado en células infectadas por SARS-CoV, en donde combinando LC-MS/MS, y MALDI-TOD MS permitió identificar proteínas estructurales del virus, entre estas se identificaron algunas glucosiladas (Ying et al., 2004)a new coronavirus was isolated from the lung tissue of autopsy sample and nasal/throat swabs of the patients with Severe Acute Respiratory Syndrome (SARS).

En el mismo año, se hizo una comparación del perfil proteómico de pacientes afectados por el SARS y personas sanas, esto permitió determinar que la forma truncada de la proteína a1 antitripsina TF-a1- AT incrementó drásticamente en el plasma sanguíneo de los pacientes con SARS, probablemente por la degradación de la a1-AT. Esta proteína es muy importante para funcionamiento de los pulmones y su degradación puede ser un factor para la patogenicidad del SARS (Ren et al., 2004).

Posteriormente, mediante proteómica comparativa (SILAC) se logró determinar que la BAG3 es importante para la replicación del virus (BLC2- associated athanogene 3), cuya represión suprime significativamente la replicación de SARS-CoV (Zhang et al., 2010).

Recientemente con el brote de COVID-19, convirtiéndose en una pandemia mundial, el campo de la cromatografía liquida y espectrometría de masas (LC-MS/MS) ha revolucionado sorprendentemente (Eliuk and Makarov, 2015). Por ejemplo, las plataformas con detectores tipo Orbitrap han permitido revolucionar la ciencia, observando un significativo incremento en el uso de estas plataformas en los últimos 10 años (Figure 1).

Figura 1. Búsqueda en la base de datos Scopus (https://www.scopus.com/home.uri) publicaciones que contiene el termino Orbitrap espectrometría de masas.

En el primer estudio, se llevó acabo un in sillico, en donde las secuencias de las proteínas del SARSCov-2 y las proteínas del ser humano fueron procesadas bioinformaticamente generando secuencia de proteínas, mapas de proteínas digeridas, librerías de espectros, generación de transiciones y modificaciones postraduccionales (Conor and Orsburn, 2020). Lo anterior viene relacionado con una publicación más reciente en donde 22 laboratorios del mundo liderados por el Dr. Nevan Krogan lograron descifrar experimentalmente el interactoma de las proteínas del virus con proteínas del ser humano. Para ello clonaron y expresaron a los genes del que codifican las proteínas SARS-Cov-2 en células humanas in vitro. En las proteínas del virus adicionaron una etiqueta molecular (carnada en el anzuelo) para poderlas purificar y co-purificar a las proteínas que interactúan con estas (presa).

Figura 2. Sistema Cromatografía de Líquidos Biocompatible acoplado a Espectrometría de Masas Masas LC-MSMS Thermo Scientific Q Exactive Plus.

De tal modo que en esta última década los análisis LC-MS/MS están complementado millones de estudios clínicos en el mundo (Grebe and Singh, 2011).

Recientemente, se han publicados dos estudios relacionados con el COVID-19 en donde la proteómica resalta su potencial para la detección temprana del virus y la búsqueda de fármacos ya existentes en el mercado para un posible tratamiento. En ambos estudios resalta las plataformas tipo Orbitrap.

En este estudio se utilizó el sistema Easy-nLC 1200 (Thermo) acoplado a un espectrómetro de masas Q-Exactive Plus Figura 2 (Thermo Scientific), en donde los espectros MS1 and MS2 fueron colectado en el Orbitrap (Gordon, 2020). Debido a que el virus se apodera de la maquinaria molecular es importantes conocer las proteínas del humano de las que interactuan con SARS-Cov-2, de tal modo que el paso siguiente ha sido buscar fármacos ya conocidos dirigidos a estas proteínas.

Con esta información Falcón División Analítica muestra la estrecha relación y compromiso con nuestros clientes e instituciones de investigación científica en México.