Estudos identificam pontos fracos no vírus SARS-CoV-2

Enquanto uma vacina contra a COVID-19 está sendo aclamada como a luz no fim da pandemia, uma equipe de pesquisadores da NYU está se preparando para um plano B. Os resultados de dois de seus estudos publicados no periódico Cell mostram que a inibição de proteínas específicas pode impedir que o vírus SARS-CoV-2 se replique e, por fim, cause infecções por COVID-19. 

Como o SARS-CoV-2 causa infecção?

Um vírus precisa transferir suas informações genéticas para uma célula hospedeira para se replicar. Eric J. Yager, PhD , professor associado de microbiologia do Albany College of Pharmacy and Health Sciences e do Center for Biopharmaceutical Education and Training, diz que os vírus não têm maquinário para produzir suas próprias proteínas e se reproduzir. Como resultado, sequestrar células é necessário para sua sobrevivência.

O SARS-CoV-2 usa uma proteína spike para se ligar ao receptor ACE2 encontrado na superfície das células humanas. A proteína spike atua como uma chave que se prende ao receptor ACE2. Isso permite a entrada viral na célula. 

Para garantir que o sequestro seja um sucesso, Yager diz que o SARS-CoV-2 manipula a camada protetora de gordura que envolve a célula.

“As membranas celulares são compostas de uma variedade de moléculas lipídicas”, Yager, que não estava envolvido com o par de estudos Cell , conta à Health Life Guide. “Consequentemente, os cientistas descobriram que vários vírus clinicamente relevantes são capazes de alterar o metabolismo lipídico da célula hospedeira para criar um ambiente favorável à montagem e liberação de partículas virais infecciosas.”

Uma vez dentro, o vírus pode forçar a célula a fazer mais cópias dele. “Os vírus cooptam a maquinaria da célula hospedeira e as vias biossintéticas para a replicação do genoma e a produção de progênie viral”, diz Yager.

Para prevenir a infecção pela COVID-19, os pesquisadores precisam impedir que o vírus entre nas células.

A pesquisa em andamento sobre o coronavírus tem se concentrado em bloquear a proteína spike.  Na verdade, as vacinas de mRNA da COVID-19 desenvolvidas pela Pfizer/BioNTech e Moderna funcionam dando às células um conjunto não permanente de instruções para criar temporariamente a proteína spike do vírus. O sistema imunológico reconhece a proteína spike como um invasor estranho e a destrói rapidamente. No entanto, a experiência permite que o sistema imunológico crie uma memória dessas instruções. Então, se o vírus real entrar em seu corpo, seu sistema imunológico preparou defesas para lutar contra ele.

Embora a proteína spike possa ser um bom alvo, os pesquisadores do estudo Cell sugerem que ela pode não ser o único.

“Um primeiro passo importante no enfrentamento de um novo contágio como a COVID-19 é mapear o cenário molecular para ver quais alvos possíveis você tem para combatê-lo”, diz John T. Poirier, PhD , professor assistente de medicina na NYU Langone Health e coautor dos dois estudos em um recente comunicado à imprensa . “Comparar um vírus recém-descoberto com outros vírus conhecidos pode revelar responsabilidades compartilhadas, que esperamos que sirvam como um catálogo de vulnerabilidades potenciais para surtos futuros.”

Investigando outros alvos potenciais

Os pesquisadores buscaram encontrar os componentes moleculares das células humanas que o SARS-CoV-2 assume para se copiar. Eles usaram CRISPR-Cas9 para inativar um único gene em uma célula humana. No total, eles desligaram a função de 19.000 genes. Depois, as células foram expostas ao SARS-CoV-2 e a três outros coronavírus conhecidos por causar o resfriado comum.

Devido à infecção viral, muitas células morreram. As células que sobreviveram conseguiram sobreviver por causa do gene inativado, o que os autores sugerem que deve ser crucial para a replicação.

No total, os pesquisadores encontraram 127 vias moleculares e proteínas que os quatro coronavírus precisavam para se copiarem com sucesso.

Além das 127 identificadas, os pesquisadores decidiram focar em uma proteína chamada proteína transmembrana 41 B (TMEM41B).

A decisão deles foi baseada em informações de um estudo de 2016 que mostrou que a TMEM41B foi crucial para a replicação do vírus Zika.  Embora a função dessa proteína seja limpar os resíduos celulares envolvendo-os em uma camada de gordura, os pesquisadores sugerem que os coronavírus podem usar essa gordura como uma espécie de esconderijo.

Proteínas alvo para desenvolvimento de medicamentos

Visar proteínas virais não é uma estratégia nova, diz Yager. Também funciona no tratamento de infecções bacterianas.

“Antibióticos como doxiciclina, estreptomicina e eritromicina interferem na capacidade do ribossomo bacteriano 70S de sintetizar proteínas bacterianas”, diz Yager. “Antibióticos como rifampicina funcionam para inibir a síntese de mRNA bacteriano, que é usado como um modelo para sintetizar proteínas bacterianas.”

Os pesquisadores acreditam que TMEM41B e outras proteínas podem ser alvos potenciais para terapias futuras.

“Juntos, nossos estudos representam a primeira evidência da proteína transmembrana 41 B como um fator crítico para infecção por flavivírus e, notavelmente, para coronavírus, como o SARS-CoV-2, também”, disse Poirier em um comunicado à imprensa . “Embora a inibição da proteína transmembrana 41 B seja atualmente um dos principais concorrentes para terapias futuras para interromper a infecção por coronavírus, nossos resultados identificaram mais de cem outras proteínas que também poderiam ser investigadas como potenciais alvos de medicamentos.”

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