Ha recibido uno de los accésits del XIX Certamen Universitario Arquímedes de Introducción a la Investigación Científica del Ministerio de Universidades

El enorme trabajo realizado para luchar contra la pandemia y el desarrollo de vacunas eficaces no ha sido suficiente para encontrar una cura para la COVID-19. Por esta razón se está haciendo todo lo posible para encontrarla. En este contexto se encuentra el Treball de Fi de Grau (TFG) premiado de Pol Garcia-Segura: «Perfil mutacional de la proteasa principal del SARS-CoV-2 (M-pro): estudio de los «coldspots» de mutación». El titulado del doble grado en Bioquímica y Biología Molecular y Biotecnología por la URV ha ganado un premio de 2.000 euros otorgado en el XIX Certamen Universitario Arquímedes gracias a su investigación.  

Para garantizar el éxito de los tratamientos a medio y largo plazo es imprescindible describir las mutaciones del SARS-CoV-2 para evitar la resistencia viral. En su investigación, Garcia-Segura utiliza los datos de más de 870.000 genomas del SARS-CoV-2 para estudiar las mutaciones. A través de un análisis detallado de la proteasa principal del SARS-CoV-2 (también llamada M-pro), fundamental en la replicación del virus, presta especial atención a los residuos resistentes a las mutaciones, conocidos como «coldspots» de mutación.

En esta investigación que Pol Garcia-Segura hizo con el grupo de investigación en Quimioinformática y Nutrición (QiN), liderado por Gerard Pujadas Anguiano y Santi Garcia-Vallvé, se investigan las mutaciones más frecuentes en el SARS-CoV-2, las regiones del genoma en las que se dan estas mutaciones, entre otras.

El estudio empezó porque los investigadores observaron que las proteínas con funciones claves en la maquinaria de replicación del virus tienen una frecuencia de mutación mucho más baja que la de las proteínas con funciones accesorias. Este hecho se explica porque la evolución tiende a conservar lo que es imprescindible para la perpetuación de la especie y su progreso.

Comparando los resultados de esta investigación con estudios previos, se advirtió que las mutaciones que se habían mantenido eran en general favorables para la replicación viral. Y a partir de aquí surgió la pregunta de investigación: «¿Si observamos aquellas regiones que no han cambiado, podemos atribuirles una función clave en el proceso de replicación?» Es decir, ¿por qué estas regiones se han conservado, en comparación con otras regiones? ¿Es por qué tienen una función clave en la replicación?

A partir de este objetivo decidieron estudiar una proteína clave del proceso de replicación viral en el SARS-CoV-2, la proteasa principal o M-pro. Escogieron esta proteína por su función clave en el proceso de replicación del virus, sin la cual este no se puede replicar correctamente y también porque el grupo de investigación ya había trabajado y publicado artículos sobre esta.

En la investigación se estudiaron los aminoácidos (o residuos) que prácticamente no cambiaban en esta proteína para entender su función en la M-pro o proteasa principal. A estos aminoácidos o residuos se les denominó «coldspots» de mutación. En los resultados se descubrió que «coldspots» que, a priori, no parecían tener un papel importante, estaban muy conservados. Además, después de una extensa investigación bibliográfica y algunas simulaciones in silico -es decir, hechas por ordenador o vía simulaciones con ordenador- de mutaciones de estos «coldspots», descubrieron que en general todos estos aminoácidos son importantes para la estructura y la función de la proteína y que la mutación de estos aminoácidos (o «coldspots») puede tener efectos perjudiciales en la función de la M-pro.

La investigación de Pol Garcia-Segura y el grupo de investigación en Quimioinformática y Nutrición (QiN) allana el camino para nuevos estudios sobre los análisis genómicos del SARS-CoV-2. Definiendo un total de 20 «coldspots» por la M-pro del SARS-CoV-2, el estudio ha demostrado que algunos residuos que en principio no parecen importantes, permiten interacciones que acaban teniendo un papel fundamental. La descripción de estos residuos de la M-pro podría ser valiosa para el diseño de campañas efectivas contra la COVID-19. «Conocer y describir estos aminoácidos es primordial para inhibir eficazmente esta proteína, y, por tanto, la replicación del SARS-CoV-2, por lo que el estudio se centra en la inhibición específica de las interacciones entre estos aminoácidos para inhibir la replicación viral y no permitir la expansión, como potencial cura para la COVID-19», declara Garcia-Segura.

Desde que presentaron el trabajo, el proyecto ha seguido avanzando, y actualmente ya poseen datos de más de 4 millones de genomas y han ampliado las definiciones de los «coldsposts«. A día de hoy, Pol Garcia-Segura está realizando un doctorado en Neurociencias en el Departamento de Biomedicina de la Facultad de Medicina de la UB, y sigue vinculado al proyecto.

El exestudiante declara que «es un honor haber recibido un premio de estas características y haber sido seleccionado entre los mejores veinticinco trabajos de toda España». Expone que se trata de un reconocimiento a la faena bien hecha y a las ganas de avanzar en el conocimiento científico. No se olvida de agradecer a los investigadores Gerard Pujadas y Santiago García-Vallvé, del grupo de investigación en Quimioinformática y Nutrición (QiN). «Yo he recibido el premio, pero no me lo siento más mío que los otros integrantes del grupo, sin ellos no habría estado posible», expone.

García-Segura señala que este premio también supone un reconocimiento para la URV, para demostrar que «todo y ser una universidad pequeña se hace buena ciencia». Considera que es necesario poner de manifiesto que las universidades públicas catalanas, como la URV, tienen mucho que decir en términos de investigación y producción científica.