Manos en guantes de látex sosteniendo una muestra de prueba
Por Nicole San Román

venciendo al coronavirus

Investigador de la UNM trabaja para adelantarse al COVID-19 y la resistencia a los antimicrobianos

En 2020 cuando un virus cambió el mundo, Monica Rosas Lemus estuvo entre los investigadores encargados de profundizar en la composición molecular de COVID-19 para ayudar a encontrar objetivos para vacunas o desarrollo de fármacos.

Fue una empresa enorme, pero las palabras de su mentor la guiaron en cada paso: ¡En esta vida tenemos que ser valientes!

Y es valiente, saltando a la investigación crítica durante el punto álgido de la pandemia y continuando los estudios en la Universidad de Nuevo México que podrían mejorar los métodos para desarrollar tratamientos más efectivos y combatir futuros coronavirus pandémicos y la resistencia a los antimicrobianos.

En enero, Rosas Lemus ingresó a la UNM como profesora asistente en el Departamento de Genética Molecular y Microbiología. Ella es una de las cinco científicas que recientemente recibió una subvención de los Institutos Nacionales de Salud (NIH) para continuar su investigación en la UNM. Ella viene a la UNM de la Universidad Northwestern. “Cuando recibí mi carta de aceptación, sentí que el día era más brillante”, dice ella. “Me dije a mí mismo: 'Finalmente lo lograste'”.

Rosas Lemus está estudiando la relación entre las enfermedades infecciosas y el metabolismo. “Estoy usando como modelo de infección un coronavirus para descubrir nuevos objetivos que son comunes a todos los coronavirus y que podemos usar para desarrollar nuevas terapias, en caso de que surja otro coronavirus y tengamos que lidiar con una nueva pandemia”. 

Nacida y criada en la Ciudad de México, Rosas Lemus creció en un hogar lleno de libros, rodeada de naturaleza.

 

Mónica Rosas Lemus
Siempre he sentido curiosidad por las cosas que me rodean. Siempre me pregunto qué es esto y aquello, ¿cómo funciona y por qué?
- Mónica Rosas Lemus, PhD

“Siempre he tenido curiosidad por las cosas que me rodean. Siempre me pregunto qué es esto y aquello, ¿cómo funciona y por qué? ella dice. “A veces siento que soy un niño de 3 años que descubre el mundo. Me emociono cuando aprendo algo nuevo”.

Rosas Lemus obtuvo su doctorado en la Universidad Nacional Autónoma de México. Hizo su primera investigación postdoctoral en el Instituto de Tecnología de Illinois en Chicago y desde allí continuó su investigación en Northwestern.

Fue ahí donde se interesó por estudiar la estructura de las proteínas metabólicas de los microorganismos, relacionadas con enfermedades infecciosas y resistencia a los antimicrobianos.

“Básicamente, no tenemos suficientes herramientas para diseñar nuevos medicamentos”, dice. “Si tienes una infección bacteriana, lo primero que hacen los médicos es darte antibióticos, pero no son muy efectivos y nos estamos quedando sin medicamentos para tratar infecciones graves causadas por patógenos resistentes a los antimicrobianos. Hay muchas especies que van evolucionando para resistir cada vez más. Entonces, es una carga que se está acumulando y es muy grave”.

Rosas Lemus estaba haciendo una investigación posdoctoral en el Centro de Genómica Estructural de Enfermedades Infecciosas de Northwestern cuando llegó el COVID-19. Por mandato de los NIH, ella y su equipo comenzaron a estudiar las proteínas virales de la COVID-19 basándose en lo que se sabía del virus del SARS.

“Lo que hacemos allí es determinar la estructura de proteínas importantes para la patogenia o resistencia antimicrobiana de los microorganismos”, dice. “El objetivo es analizar estas estructuras y desarrollar nuevas terapias, como medicamentos o vacunas. La idea es que si un microorganismo está produciendo una proteína que es esencial para la replicación o para la patogénesis, podríamos usar esa proteína como un buen objetivo. Si inhibimos esa proteína, podemos prevenir el comportamiento patógeno o la replicación o colonización del huésped”.

Estudiar la estructura de las proteínas es como mirar un mapa que apunta a un sitio activo, dice Rosas Lemus. “O, a veces, te dicen otros sitios que son importantes para interactuar con otras proteínas o que están expuestos, para que puedas usarlos para desarrollar vacunas, por ejemplo”.

En COVID-19, fue la estructura de proteína de pico ubicada en el exterior de un coronavirus que los científicos usaron para desarrollar vacunas de ARNm, como las creadas por Pfizer-BioNTech y Moderna, y vacunas de subunidades de proteínas (Novavax).

En la UNM, la investigación financiada por NIH de Rosas Lemus se enfoca en el futuro.

“Ahora tenemos vacunas y medicamentos que inhiben la replicación de los coronavirus”, dice ella. “Sin embargo, la historia natural de los microorganismos patógenos nos enseñó que la evolución promueve la resistencia y hay algunos estudios que muestran que los coronavirus podrían desarrollar resistencia a los tratamientos actuales.

“Entonces, debemos abordar este problema al enfocarnos en diferentes partes del ciclo de replicación viral que son menos propensas a desarrollar mutaciones, lo que puede causar resistencia. Entonces, cada vez que surja otra crisis de coronavirus u otro brote, estaremos listos para abordarlo porque tendremos vacunas por un lado, pero también otros medicamentos que podrían ayudar a prevenir la propagación de la enfermedad”.

Uno de los objetivos de su investigación es comprender mejor la interacción de proteínas específicas del SARS-COV-2 (el virus responsable de la COVID-19) con otras proteínas del huésped.

“Los coronavirus necesitan proteínas virales y del huésped para la replicación y sabemos que algunas de estas interacciones son esenciales para respaldar la replicación viral y la infección”, dice.

“Los coronavirus tienen un enorme complejo para la replicación del ARN viral formado por al menos cinco proteínas diferentes. Sin embargo, la vía metabólica que sigue a la replicación y su organización no están bien descritas. Estoy interesado en comprender la regulación y organización de esta vía, llamada Capping, porque este es un proceso esencial que el virus usa para esconderse de la vigilancia inmunológica de la célula huésped”.

Rosas Lemus dice que el último paso de la ruta metabólica es el complejo nsp16-nsp10, que tiene una tasa de mutación muy baja. Por eso, dice que es un buen candidato para el desarrollo de fármacos.

“Durante la pandemia, me concentré en estudiar la estructura y la actividad de este complejo”, dice. “Ahora mi investigación tiene como objetivo comprender cómo nsp16-nsp10 interactúa con otras proteínas virales en la célula. ¿Este complejo también interactúa con las proteínas del huésped? ¿Podemos determinar la estructura de estos complejos y desarrollar un inhibidor específico que se dirija a estas interacciones y, finalmente, cuáles son las consecuencias de capturar las proteínas del huésped y las vías metabólicas en beneficio de la replicación viral en el huésped? ¿metabolismo?"

La última pregunta es muy importante, dice, porque esa investigación podría conducir a una mejor comprensión de por qué las personas con enfermedades metabólicas, como diabetes o síndrome metabólico, tienen peores resultados con COVID-19. “Entonces podríamos buscar otros tratamientos específicos para estas condiciones”.

Rosas Lemus dice que combinar su investigación con lo que ya sabemos sobre COVID-19 es clave.

“Para ser un buen científico tenemos que ser humildes, abiertos y comunicarnos con otras disciplinas”, dice. “No podemos saberlo todo, pero siempre podemos aprender algo nuevo y abrir la puerta a ideas más brillantes”.

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