Desplegar menú lateral
16/03/2020

L’IRTA, l’IrsiCaixa i el Barcelona Supercomputing Center es consorcien per trobar un tractament i una vacuna pel coronavirus

· El consorci està previst que tingui una durada d’entre dos i tres anys

D’esquerra a dreta: Te Nigeer, Mònica Pérez, Joaquim Segalés, Albert Bensaid, Júlia Vergara-Alert, Rhea Creve, Jordi Rodon

Trobar un fàrmac antivíric per tractar la COVID-19 dirigit a les persones ja infectades amb el coronavirus SARS-CoV-2 és un dels objectius del consorci format pel Centre de Recerca en Sanitat Animal (CReSA) de l’Institut de Recerca i Tecnologia Agroalimentàries (IRTA), l’Institut de Recerca de la Sida (IrsiCaixa) i el Barcelona Supercomputing Center (BSC). Actualment, existeixen molts tipus d’antivírics disponibles que podrien servir per tractar la malaltia, però fa falta saber quins es poden descartar i quins podrien ser útils contra aquest nou coronavirus. A més, i pensant en una solució a llarg termini per si aparegués una segona onada de la malaltia, el consorci també vol desenvolupar una vacuna per prevenir futures infeccions. En aquest sentit, el consorci vol dissenyar i testar una vacuna que funcioni no només per al SARS-CoV-2, sinó contra tots els coronavirus o, el que és el mateix, una vacuna universal contra tots els coronavirus.

Tant en una estratègia com en l’altra, s’hauran de fer tres passos: primer, les proves de modelització, seguides de tests in vitro al laboratori; finalment, els estudis en models animals abans de passar als assajos clínics en persones. Per això, l’IRTA-CReSA, l’IrsiCaixa i el BSC  han començat a treballar en paral·lel per posar a punt les tècniques i àrees d’expertesa per després treballar-hi conjuntament.

Primer pas, la bioinformàtica

En un primer estudi publicat el mes de gener investigadors de l’IRTA-CReSA i de la UAB van detectar que la proteïna diana que calia estudiar era la proteïna S, la que forma part de l’embolcall del coronavirus. En concret, la subunitat 1 és la regió de la proteïna que seria més útil per dissenyar la vacuna, però encara cal conèixer millor la seva estructura a nivell molecular.

Figura 1. La subunitat 1 de la proteïna S és la més immunogènica i és la part mitjançant la qual el virus s’uneix a una cèl·lula per infectar-la. Els científics busquen una zona conservada d’aquesta subunitat ―és a dir, una part que estigui present en diferents soques o tipus de coronavirus―, que és la regió més útil de cara a desenvolupar una possible vacuna universal per a tots els coronavirus.

Ara, d’aquesta part se n’ocuparà el BSC, un centre de referència en l’àmbit de la supercomputació amb una àmplia experiència en fer models tridimensionals de proteïnes. El BSC s’encarregarà de fer les prediccions bioinformàtiques per saber més detalls de com és la interacció entre les proteïnes S del virus i els receptors de les cèl·lules humanes, una informació que també permetrà saber com es pot bloquejar la interacció i, per tant, parar la infecció pel virus.

Segon pas, proves in vitro

A partir de les prediccions bioinformàtiques del BSC i la selecció dels antivírics més adients, l’IrsiCaixa aportarà la seva experiència en el disseny d’anticossos. Per una banda, l’equip liderat per l’investigador Julià Blanco s’encarregarà de testar l’efecte antivíric dels anticossos dissenyats fent proves en cultius de cèl·lules al laboratori. De fet, els investigadors creuen que alguns dels anticossos que actualment s’utilitzen pel virus VIH i el virus de l’Hepatitis C podrien ser útils per al coronavirus. Que siguin fàrmacs que ja han estat testats en persones podria accelerar el procés de la recerca i estar disponibles possiblement d’aquí a un any, abans que la vacuna. De cara a la vacuna, l’IrsiCaixa també en desenvoluparà un potencial prototip basat en tecnologia pròpia de l’Institut i que incorporaria part de la proteïna S del virus. L’objectiu d’una vacuna és “enganyar” l’organisme perquè aquest generi anticossos. Per fer-ho, es pot injectar a l’organisme el virus sencer inactivat o bé només una part del virus, en aquest cas la proteïna S. Així, l’organisme detecta el virus, l’identifica i genera defenses per combatre’l, que són els anticossos.

Figura 2. Una vacuna pot contenir el virus sencer atenuat o bé una porció del virus, com per exemple la proteïna S, que està a l’embolcall dels coronavirus.

L’objectiu d’una vacuna és que el sistema immunitari memoritzi aquest procés; així, si ens infectem amb el virus, l’organisme sabrà reconèixer-lo i generarà els anticossos específics per eliminar-lo gràcies a la vacuna. En el cas del coronavirus, si entrés a l’organisme, la funció dels anticossos seria impedir que la proteïna S i els receptors de les cèl·lules interaccionin i, per tant, bloquejar la infecció.

Tercer pas, models animals

Finalment, per demostrar l’eficàcia tant dels anticossos dissenyats tant per al tractament antivíric com per a la vacuna, caldrà provar-los en un model animal abans de fer-ho en persones. D’aquesta part se n’encarregarà l’equip de recerca de coronavirus de l’IRTA-CReSA, co-liderat per la investigadora Júlia Vergara-Alert i per l’investigador Joaquim Segalés, que a més d’investigador de l’IRTA-CReSA és catedràtic de la Universitat Autònoma de Barcelona (UAB). L’equip ja té experiència amb el coronavirus MERS-CoV, responsable de la Síndrome Respiratòria de l’Orient Mitjà. Abans de testar el tractament antivíric i la vacuna, però, hauran de trobar el model animal adequat que desenvolupi la malaltia COVID-19 de la manera més semblant possible als humans. Tot apunta que les primeres proves es faran amb ratolins transgènics amb el receptor ACE2 humà incorporat, que és el receptor que utilitza el virus per entrar i infectar una cèl·lula.

Segons els investigadors, és possible que en menys d’un any tinguem un tractament antivíric disponible al mercat. En el cas de la vacuna, el temps serà més llarg; en general, el desenvolupament d’una vacuna pot tenir una durada d’entre 5 i 10 anys des del moment que es comença a dissenyar. En el cas del SARS-CoV-2, els científics tenen l’avantatge de trobar-se més avançats gràcies a l’experiència amb altres coronavirus com el del MERS-CoV, la qual cosa accelerarà el procés i permetrà anar més ràpid amb les fases inicials típiques del disseny i desenvolupament de vacunes. Tot i això, hi ha passos com les fases preclíniques i clíniques que caldrà fer.

Figura 3. Fases del desenvolupament d’una vacuna

Les fases clíniques del desenvolupament de vacunes es proven en persones. En la primera, es testa la seguretat del producte; en la segona, se’n comprova l’eficàcia juntament amb la seguretat, i en la tercera fase se’n torna a comprovar l’eficàcia d’una manera més completa. L’Organització Mundial de la Salut (OMS) assegura que en 18 mesos podríem tenir el primer prototip vacunal. Els investigadors del consorci asseguren que els resultats els tindran en màxim 3 anys. D’altra banda, hi ha altres grups, iniciatives i empreses d’arreu del món que estan fent investigacions similars.