Coronavírus usa ‘origami do genoma’ para infectar células hospedeiras

Descoberta de pesquisadores europeus abre novas possibilidades de tratamento para a covid-19

O vírus SARS-CoV-2, em micrografia eletrônica de varredura colorida: mecanismos de infecção e replicação identificados. Crédito: Niaid

Cientistas da Universidade de Cambridge (Reino Unido) e da Universidade Justus-Liebig (Alemanha) descobriram como o genoma do vírus SARS-CoV-2 – o coronavírus que causa a covid-19 – usa o “origami” (a estrutura tridimensional) do genoma para infectar e replicar-se com sucesso dentro das células hospedeiras. Isso poderia dar subsídios ao desenvolvimento de drogas eficazes que visam partes específicas do genoma do vírus, na luta contra a doença. O estudo a esse respeito foi publicado na revista “Molecular Cell”.

O SARS-CoV-2 e todos os coronavírus compartilham a característica de ter o maior genoma de RNA de fita simples da natureza. Esse genoma contém todo o código genético de que o vírus precisa para produzir proteínas, escapar do sistema imunológico e se replicar no corpo humano. Muitas dessas informações estão contidas na estrutura tridimensional adotada por esse genoma de RNA quando ele infecta as células.

Os pesquisadores dizem que a maioria dos trabalhos atuais para encontrar drogas e vacinas para covid-19 está focada em alvejar as proteínas do vírus. Como a forma da molécula de RNA é crítica para sua função, direcionar o RNA diretamente com drogas para interromper sua estrutura bloquearia o ciclo de vida e interromperia a replicação do vírus.

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No estudo, a equipe descobriu toda a estrutura do genoma do SARS-CoV-2 dentro da célula hospedeira. Ela também revelou uma rede de interações RNA-RNA que abrangem seções muito longas do genoma. Diferentes partes funcionais ao longo do genoma precisam trabalhar juntas, apesar da grande distância entre elas. Os novos dados estruturais mostram como isso é feito para permitir o ciclo de vida do coronavírus e causar doenças.

Genoma enorme

“O genoma de RNA dos coronavírus é cerca de três vezes maior do que um genoma de RNA viral médio.  É enorme”, disse o autor principal, dr. Omer Ziv, do Wellcome Trust/Cancer Research UK Gurdon Institute, da Universidade de Cambridge.

Ele acrescentou: “Os pesquisadores propuseram anteriormente que as interações de longa distância ao longo dos genomas do coronavírus são críticas para sua replicação e para a produção de proteínas virais. Até recentemente, porém, não tínhamos as ferramentas certas para mapear essas interações por completo. Agora que entendemos essa rede de conectividade, podemos começar a projetar maneiras de direcioná-la de forma eficaz com a terapêutica”.

Em todas as células, o genoma contém o código para a produção de proteínas específicas, que são feitas quando uma máquina molecular chamada ribossomo corre ao longo do RNA lendo o código até que um ‘sinal de parada’ diga para ele terminar. Nos coronavírus, existe um local especial onde o ribossomo para apenas 50% das vezes em frente ao sinal de parada. Nos outros 50% dos casos, uma forma única de RNA faz o ribossomo pular o sinal de parada e produzir proteínas virais adicionais. Ao mapear essa estrutura de RNA e as interações de longo alcance envolvidas, a nova pesquisa revela as estratégias pelas quais os coronavírus produzem suas proteínas para manipular nossas células.

Dados abertos

“Mostramos que as interações ocorrem entre seções do RNA do SARS-CoV-2 que estão a distâncias muito longas e podemos monitorar essas interações à medida que ocorrem durante a replicação inicial do SARS-CoV-2”, disse a dra. Lyudmila Shalamova, investigadora colíder na Universidade Justus-Liebig.

O dr. Jon Price, professor associado de pós-doutorado no Gurdon Institute e colíder desse estudo, desenvolveu um site interativo de acesso aberto e gratuito que hospeda toda a estrutura de RNA do SARS-CoV-2. Isso permitirá que pesquisadores do mundo usem os novos dados no desenvolvimento de drogas para atingir regiões específicas do genoma do RNA do vírus.

O genoma da maioria dos vírus humanos é feito de RNA, e não de DNA. Ziv desenvolveu métodos para investigar essas interações de longo alcance em genomas de RNA virais dentro das células hospedeiras, em um trabalho para entender o genoma do vírus zika. Isso provou ser uma base metodológica valiosa para a compreensão do SARS-CoV-2.

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