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Estudo indica fator que torna variante do coronavĆ­rus mais contagiosa

Pesquisadores das faculdades de Medicina (FMRP) e de Odontologia (FORP) da Universidade de SĆ£o Paulo (USP), campus de RibeirĆ£o Preto, identificaram um dos fatores que tornaram [...]

Por Silas Vinicius em 16/01/2021 às 15:39:50

Pesquisadores das faculdades de Medicina (FMRP) e de Odontologia (FORP) da Universidade de SĆ£o Paulo (USP), campus de RibeirĆ£o Preto, identificaram um dos fatores que tornaram mais infecciosa a nova variante do coronavírus SARS-CoV-2, a B.1.1.7, originĆ”ria do Reino Unido e com dois casos confirmados no Brasil pelo Instituto Adolfo Lutz.

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Por meio da aplicaĆ§Ć£o de ferramentas de bioinformĆ”tica, eles constataram que a proteína spike da nova cepa viral – que forma a estrutura de coroa que dĆ” nome à família dos coronavírus – estabelece maior forƧa de interaĆ§Ć£o molecular com o receptor ACE2, presente na superfície das células humanas e com o qual o SARS-CoV-2 se liga para viabilizar a infecĆ§Ć£o.

O aumento na forƧa de interaĆ§Ć£o molecular da nova linhagem é causado por uma mutaĆ§Ć£o jĆ” identificada no resíduo de aminoĆ”cido 501 da proteína spike do SARS-CoV-2, chamada de N501Y, que deu origem à nova variante do vírus, observaram os pesquisadores.

Os resultados do trabalho, apoiado pela FAPESP, foram publicados na plataforma bioRxiv, em artigo ainda sem revisĆ£o por pares.

“Vimos que a interaĆ§Ć£o entre a proteína spike da nova cepa do coronavírus com a mutaĆ§Ć£o N501Y é muito maior do que a apresentada pela primeira linhagem do vírus isolado em Wuhan, na China”, diz à Agência FAPESP Geraldo Aleixo Passos, professor da FMRP e da FORP-USP e coordenador do projeto. Outro autor do estudo, que realizou as anĆ”lises bionformĆ”ticas, é Jadson Santos, que realiza doutorado na FMRP-USP sob orientaĆ§Ć£o de Passos.

Com o surgimento da linhagem B.1.1.7 no Reino Unido, os pesquisadores levantaram a hipótese de que a mutaĆ§Ć£o N501Y presente na proteína spike da nova variante, resultante da substituiĆ§Ć£o de um aminoĆ”cido asparagina (N501) por um do tipo tirosina (N501Y), poderia ser um dos fatores responsĆ”veis pela alta contagiosidade da nova linhagem do coronavírus.

Isso porque o N501 jĆ” havia sido identificado como um resíduo de aminoĆ”cido crucial na afinidade de ligaĆ§Ć£o da proteína spike ao receptor ACE2 humano e, consequentemente, implicado na infectividade do novo coronavírus. Além disso, estudos anteriores também apontaram que a mutaĆ§Ć£o N501Y encontrada na linhagem B.1.1.7 cobre um dos seis resíduos de aminoĆ”cidos de contato-chave dentro da proteína spike.

“Existem outras mutaƧƵes no genoma dessa linhagem que nĆ£o analisamos. Focamos na N501Y porque ela estĆ” implicada na ligaĆ§Ć£o da proteína spike com o ACE2”, explica Passos.

A fim de testar a hipótese de que a alta infectividade da linhagem B.1.1.7 poderia ser devido a mudanƧas na forƧa de interaĆ§Ć£o entre a proteína spike mutante e o receptor ACE2, foram utilizadas estruturas da proteína spike do SARS-CoV-2 isolado em Wuhan e da linhagem B.1.1.7, depositadas em um banco de dados de proteínas, o Protein Data Bank.

Por meio de um software de domínio público, chamado PyMOL, foi possível visualizar a interaĆ§Ć£o entre o resíduo de aminoĆ”cido 501 da proteína spike do SARS-CoV-2 com o resíduo Y41 da proteína ACE2 humana e simular e analisar as interaƧƵes resultantes da mutaĆ§Ć£o N501Y encontrada na linhagem B.1.1.7 com o receptor celular.

“Esse software permite visualizar imagens dessas estruturas moleculares com uma aproximaĆ§Ć£o de 3.5 angstrom de campo, muito maior do que as imagens geradas até mesmo por um ultramicroscópio”, compara Passos.

Por meio de outro software também de domínio público, chamado PDBePISA, foi possível comparar a interaĆ§Ć£o das proteínas spike da linhagem selvagem do SARS-CoV-2 e da mutante com o receptor ACE2 humano.

Os resultados das anĆ”lises mostraram que a mutaĆ§Ć£o N501Y na proteína spike da nova variante do coronavírus estabelece maior interaĆ§Ć£o com o receptor ACE2 em comparaĆ§Ć£o com a linhagem selvagem do vírus. As interaƧƵes foram predominantemente nĆ£o covalentes – mais fracas –, observaram os pesquisadores.

“A somatória de vĆ”rias ligaƧƵes fracas entre a proteína spike mutante da nova variante do coronavírus com o receptor ACE2 humano resulta em interaƧƵes moleculares mais fortes, que permitem que o vírus entre mais facilmente nas células e deflagre o sistema de replicaĆ§Ć£o”, explica Passos.

O estudo também revelou que a mutaĆ§Ć£o N501Y causa uma alteraĆ§Ć£o no espaƧamento entre os resíduos de aminoĆ”cidos da proteína spike, permitindo que estabeleƧa ainda mais interaƧƵes com o receptor ACE2.

“Juntas, essas mudanƧas confirmaram a hipótese de que a proteína spike da cepa B.1.1.7 interage mais fortemente com o receptor ACE2”, afirma Passos.

De acordo com o pesquisador, os resultados do estudo feito por meio de simulaƧƵes computacionais in silico permitirĆ£o orientar novos experimentos in vitro, voltados a avaliar em laboratório a infectividade da nova variante do coronavírus em culturas de células humanas.

EvoluĆ§Ć£o surpreendente

Segundo os pesquisadores, a rĆ”pida propagaĆ§Ć£o do SARS-CoV-2 entre os humanos estĆ” impulsionando sua evoluĆ§Ć£o molecular. Até agora, o vírus acumulou mutaƧƵes a uma taxa de até dois nucleotídeos por mês, e isolados recentes apresentam pelo menos 20 alteraƧƵes de nucleotídeos em seus genomas em comparaĆ§Ć£o com a linhagem selvagem, isolada em janeiro de 2020. A maior parte das mutaƧƵes estĆ” localizada na proteína spike.

A linhagem B.1.1.7., detectada no início de setembro e descrita em dezembro de 2020 pelo COVID-19 Genomics UK Consortium, no Reino Unido, e jĆ” registrada em outros 17 países, incluindo o Brasil, representa um exemplo, entre vĆ”rios outros, da rĆ”pida evoluĆ§Ć£o molecular do novo coronavírus. Contudo, surpreendeu os cientistas por acumular 17 mutaƧƵes, das quais oito estĆ£o localizadas no gene que codifica a proteína spike na superfície do vírus.

“Essa nova cepa acumula muitas mutaƧƵes. Se observa um número menor em outras linhagens virais”, compara Passos.

Como a descriĆ§Ć£o dessa nova variante é recente, ainda nĆ£o dĆ” para avaliar com maior detalhe o fenótipo, ou seja, se ela é mais ou menos patogênica, explica o pesquisador.

A animaĆ§Ć£o abaixo mostra a interaĆ§Ć£o da proteína spike da nova cepa viral com o receptor ACE2.

*Por: Elton Alisson | Agência FAPESP

Fonte: Portal Correio

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