El Instituto de Neurociencias de la UMH-CSIC trabaja en un indicador bioquímico para monitorizar la eficacia de las vacunas frente al COVID

Un equipo del Instituto de Neurociencias, centro mixto de la Universidad Miguel Hernández (UMH) de Elche y del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), en colaboración con investigadores del Centro Nacional de Biotecnología (CNB) del CSIC, demuestra que la detección de fragmentos o las proteínas completas ACE2 (enzima convertidora de la angiotensina 2) en el suero sirve como un biomarcador que permitiría determinar la eficacia de las vacunas para la COVID-19. Esta estrategia podría ser útil también para otro tipo de terapias frente al virus.

La pandemia de la COVID-19, causada por el coronavirus SARS-CoV-2, ha permitido que términos como PCR (del inglés Polymerase Chain Reaction) o pruebas de antígeno se asocien al diagnóstico de esta enfermedad, que hoy en día mantiene en alerta a nuestro sistema de salud. Estas técnicas son medios eficaces de diagnóstico e incluso de auto-diagnóstico. Sin embargo, el catedrático del área de Bioquímica y Biología Molecular de la UMH, Javier Sáez Valero señala que son pocas las herramientas bioquímicas disponibles para realizar un seguimiento de la progresión de la enfermedad o monitorizar cómo los pacientes inmunizados mantienen las defensas frente a las distintas variantes del COVID-19.

El grupo del Instituto de Neurociencias Mecanismos moleculares alterados en la enfermedad de Alzheimer y otras demencias, liderado por Sáez Valero, ha estado trabajando en estudios que permiten determinar que la proteína ACE2 es un biomarcador para la COVID-19. La proteína ACE2 se localiza en la membrana de las células y es además la vía de entrada del coronavirus SARS-CoV-2 para poder infectar las células. Durante este proceso la proteína ACE2 se fragmenta, y previamente, el equipo del profesor Sáez Valero demostró que la proteína ACE2 se encuentra en el plasma humano en su forma completa, y también en fragmentos, uno de los cuales aumenta sus niveles en las personas infectadas por el SARS-CoV-2.

Ahora, en un nuevo estudio, realizado en el campus de Sant Joan d’Alacant de la UMH, en colaboración con los investigadores Juan García Arriaza y Mariano Esteban, del CNB-CSIC, y publicado en la revista Frontiers in Immunology se determina por un lado que los cambios plasmáticos en la proteína ACE2 se deben en primer lugar a la fragmentación de la proteína de los tejidos por la entrada del coronavirus; pero en casos severos, tras unos días, también aumenta la proteína completa, probablemente asociada a la inflamación masiva causada por la infección.

El profesor Sáez Valero explica que monitorizar estos cambios en la proteína ACE2 en el plasma puede ser un valioso indicador para comprobar la eficacia de terapias, como las nuevas vacunas frente a la COVID-19. Así lo han hecho en este nuevo estudio, en estrecha colaboración con los investigadores García Arriaza y Esteban, del CNB-CSIC, que han desarrollado una vacuna frente a la COVID-19 basada en el vector poxviral MVA expresando la proteína S del SARS-CoV-2, llamada MVA-CoV2-S. El equipo de investigadores del CNB ya había demostrado previamente la eficacia de esta vacuna frente a una dosis letal de SARS-CoV-2 en ratones transgénicos K18-hACE2, que expresan la proteína ACE2 humana y que, por lo tanto, son susceptibles de infectarse por SARS-CoV-2. Demostraron que la vacunación con MVA-CoV2-S era eficaz para prevenir la replicación del virus en dichos ratones, y la mortalidad asociada, incluso si se volvían a infectar.

Ahora, en el suero obtenido de dichos ratones se ha analizado la presencia de fragmentos o la proteína completa ACE2 para determinar si su detección pudiera correlacionar con la protección observada. De esta forma, en este nuevo estudio, se ha demostrado que los ratones infectados mostraban un aumento en el suero de fragmentos de ACE2 a los dos días tras la infección, a costa de la proteína completa, que mostraba una ligera disminución. Sin embargo, la alta dosis de virus empleada causaba una inflamación generalizada que se manifestaba a los cuatro días post-infección con un aumento de la proteína ACE2 completa en el suero de los ratones, a pesar que los fragmentos seguían en aumento; mostrando que probablemente ACE2 completa se incrementaba en los tejidos como consecuencia de la inflamación masiva. De esta manera, al medir la misma proteína, obtuvieron información de dos fenómenos asociados a la infección: la entrada efectiva del virus en las células, con la fragmentación del ACE2, y la posible respuesta inflamatoria exacerbada en los casos más severos, que determina aumentos de la proteína ACE2 completa también en suero.

El grupo de investigación liderado por Sáez Valero, además de al Instituto de Neurociencias, pertenece al Centro de Investigación Biomédica en Red sobre Enfermedades Neurodegenerativas (CIBERNED), y al Instituto de Investigación Sanitaria y Biomédica de Alicante (ISABIAL) de Alicante. El profesor de la UMH Javier Sáez Valero destaca la labor de los miembros de su equipo, y coautores del estudio, Matthew P. Lennol y la Dra. María Salud García Ayllón de la Unidad de Investigación, Hospital General Universitario de Elche, FISABIO, Elche.

 El estudio se ha realizado parcialmente con financiación de ISABIAL, la Direcció General de Ciència i Investigació, Generalitat Valenciana y por el Instituto de Salud Carlos III (ISCIII). Además, ha sido cofinanciado por el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER, “Invierte en tu futuro”) y a través de CIBERNED, ISCIII. Los investigadores del CNB también han contado con financiación del CSIC, del Ministerio de Ciencia e Innovación, del Fondo COVID-19 (Ministerio de Sanidad), del Fondo Supera COVID-19 (Crue Universidades-Banco Santander) y donaciones de Ferrovial y MAPFRE; así como de la Comisión Europea-NextGenerationEU, a través de la Plataforma Temática Interdisciplinar Salud Global (PTI+ Salud Global) del CSIC.