Cómo usar la colaboración masiva para buscar soluciones innovadoras contra la COVID-19

Los compuestos antivirales son el equivalente químico de un placaje de rugby. Están diseñados para interceptar un virus antes de que ese invasor hostil pueda secuestrar la maquinaria celular para comenzar a replicarse.

Actualmente, ha surgido una carrera mundial para diseñar un compuesto que pueda derrocar a COVID-19. El proyecto COVID Moonshot es esfuerzo notable: los científicos que trabajan en universidades e industrias de todo el mundo han unido sus fuerzas — a través de “crowdsourcing”, o colaboración abierta distribuida — para crear diseños de una molécula con la esperanza de abreviar un proceso que generalmente lleva años. El esfuerzo sin fines de lucro ha producido más de 3,500 diseños, con un compuesto que ya ha sido aclamado como una posibilidad terapéutica.

COVID Moonshot es administrado por PostEra, una nueva empresa vinculada a la Universidad de Cambridge que se especializa en examinar grandes conjuntos de datos. También está llevando a cabo una campaña de “crowdfunding”, o micromecenazgo, para recaudar US$2 millones para la investigación. El proyecto, alojado en una de las principales instalaciones científicas del Reino Unido y utilizando aportes cruciales de China e Israel, muestra cómo los científicos están encontrando nuevas formas de elevar sus esfuerzos colectivos contra este enemigo global.

El primer paso para obtener un antiviral es conocer al enemigo, especialmente sus puntos débiles. Un componente del virus Sars-CoV-2, que causa el COVID-19, se llama la proteasa principal: esta enzima es vital para que el virus pueda hacer nuevas copias de sí mismo. En otros virus, se considera como un talón de Aquiles. Por ejemplo, se sabe que los inhibidores de la proteasa son efectivos contra el VIH. En enero, los investigadores de la Universidad Tecnológica de Shanghái pudieron ‘ver’ una imagen estructural exacta de la proteasa principal de Sars-CoV-2, utilizando un tipo de luz pura que se conoce como radiación sincrotrón.

Cuando esa fuente de radiación no estuvo disponible temporalmente, los investigadores de Shanghái se comunicaron con Diamond Light Source en Oxfordshire, Reino Unido, otra instalación de radiación sincrotrón. Diamond ahora ha construido un modelo de prueba para estudiar la proteasa.

El primer paso fue identificar los “fragmentos”, o las moléculas simples, que podrían adherirse a la proteasa. Muchos de estos candidatos de fragmentos fueron propuestos por el Instituto de Ciencia Weizmann en Israel. Cuando se agrega uno de los fragmentos a la proteasa, la radiación sincrotrón puede revelar señales distintivas de “unión”. Éstas insinúan que el fragmento ha logrado engancharse y, por lo tanto, podría ser un componente útil en cualquier antiviral.

“Encontramos unos 80 fragmentos que mostraban fuertes señales de unión a la proteasa”, dice David Stuart, director de ciencias de la vida en Diamond y profesor de biología estructural en la Universidad de Oxford. “Pero éstos son sólo los primeros indicios de lo que está sucediendo. El proceso de prueba genera una gran cantidad de información y la idea del proyecto COVID Moonshot es ‘lanzar’ la información al dominio público. Eso permitirá que los químicos en todas partes puedan mirar los datos y proponer ideas”.

Aquí es donde entra el crowdsourcing. Se invita a los químicos a diseñar compuestos utilizando esos fragmentos como punto de partida, un desafío similar a jugar al Lego químico. Según el profesor Stuart, los químicos computacionales y experimentales más hábiles podrían detectar características comunes de los puntos críticos de unión en los datos de Diamond, lo cual podría conducir a moléculas mejor diseñadas.

Más de 3,500 diseños ya se han sometido, incluyendo las sugerencias de las compañías farmacéuticas. Estos diseños se están “evaluando” para priorizar aquellos con estructuras simples, que son más fáciles de fabricar rápidamente y en escala. Enamine, una compañía química en Kiev, está en espera para producir candidatos de compuestos para pruebas más avanzadas.

El profesor Stuart, cuya investigación habitual se relaciona con los picornavirus que causan enfermedades como la fiebre aftosa, dice que Diamond ha suspendido toda investigación no relacionada con COVID-19 en sus instalaciones. “Lo único que podemos hacer es probar y esperar que podamos hacer algo que resulte útil”, dice. “Esta colaboración masiva está permitiendo que las personas se unan de una manera muy abierta”.

La meta es tener varios compuestos candidatos en unos meses. Un conjunto de posibles antivirales — en caso de que el virus desarrolle resistencia a un solo tratamiento — ganaría tiempo hasta que se desarrolle una vacuna, que se espera que tomará al menos un año. COVID-19 aún puede sucumbir a la sabiduría química de las multitudes.

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