Pesquisadores de todo o mundo estão correndo para desenvolver possíveis vacinas e medicamentos para combater o novo coronavírus, chamado SARS-Cov-2. Agora, um grupo de pesquisadores descobriu a estrutura molecular de uma proteína chave que o coronavírus usa para invadir células humanas, potencialmente abrindo as portas para o desenvolvimento de uma vacina, de acordo com novas descobertas.
Pesquisas anteriores revelaram que os coronavírus invadem as células através das chamadas proteínas "spike", mas essas proteínas assumem formas diferentes em diferentes coronavírus. Descobrir o formato da proteína spike no SARS-Cov-2 é a chave para descobrir como atingir o vírus, disse Jason McLellan, autor sênior do estudo e professor associado de biociências moleculares da Universidade do Texas em Austin.
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Embora o coronavírus use muitas proteínas diferentes para replicar e invadir as células, a proteína spike é a principal proteína de superfície usada para se ligar a um receptor - outra proteína que age como uma porta de entrada para uma célula humana. Depois que a proteína spike se liga ao receptor celular humano, a membrana viral se funde com a membrana celular humana, permitindo que o genoma do vírus entre nas células humanas e inicie a infecção. Portanto, "se você pode impedir a conexão e a fusão, impedirá a entrada", disse McLellan à Live Science. Mas, para atingir essa proteína, você precisa saber como ela é.
No início deste mês, os pesquisadores publicaram o genoma do SARS-Cov-2. Usando esse genoma, McLellan e sua equipe, em colaboração com os Institutos Nacionais de Saúde (NIH), identificaram os genes específicos que codificam a proteína spike. Eles então enviaram essas informações genéticas para uma empresa que criou os genes e os enviou de volta. O grupo injetou esses genes em células de mamíferos em uma placa de laboratório e essas células produziram as proteínas spike.
Em seguida, usando uma técnica de microscopia muito detalhada chamada microscopia eletrônica criogênica, o grupo criou um "mapa" 3D ou "blueprint" das proteínas spike. A planta revelou a estrutura da molécula, mapeando a localização de cada um de seus átomos no espaço.
"É impressionante que esses pesquisadores tenham conseguido obter a estrutura tão rapidamente", disse Aubree Gordon, professor associado de epidemiologia da Universidade de Michigan, que não fazia parte do estudo. "É um passo muito importante e pode ajudar no desenvolvimento de uma vacina contra a SARS-COV-2".
Stephen Morse, professor da Escola de Saúde Pública Mailman da Columbia University, que também não fez parte do estudo, concorda. A proteína spike "seria a escolha provável para o rápido desenvolvimento de antígenos vacinais" e tratamentos, disse ele à Live Science por e-mail. Conhecer a estrutura seria "muito útil no desenvolvimento de vacinas e anticorpos com boa atividade", assim como produziria quantidades maiores dessas proteínas, acrescentou.
A equipe está enviando essas "coordenadas" atômicas para dezenas de grupos de pesquisa em todo o mundo que estão trabalhando para desenvolver vacinas e medicamentos direcionados ao SARS-CoV-2. Enquanto isso, McLellan e sua equipe esperam usar o mapa da proteína spike como base para uma vacina.
Quando invasores estrangeiros, como bactérias ou vírus, invadem o corpo, as células imunológicas combatem produzindo proteínas chamadas anticorpos. Esses anticorpos se ligam a estruturas específicas do invasor estrangeiro, chamado antígeno. Mas a produção de anticorpos pode levar tempo. As vacinas são antígenos mortos ou enfraquecidos que treinam o sistema imunológico para criar esses anticorpos antes que o corpo seja exposto ao vírus.
Em teoria, a própria proteína spike "poderia ser a vacina ou variantes de uma vacina", disse McLellan. Quando você injeta essa vacina à base de proteína de pico, "os humanos produzem anticorpos contra o pico e, se forem expostos ao vírus vivo", o corpo estará preparado, acrescentou. Com base em pesquisas anteriores sobre outros coronavírus, os pesquisadores introduziram mutações ou alterações para criar uma molécula mais estável.
De fato, "a molécula parece realmente boa; é realmente bem comportada; a estrutura meio que demonstra que a molécula é estável na confirmação correta que estávamos esperando", disse McLellan. "Então agora nós e outros usaremos a molécula que criamos como base para o antígeno da vacina". Seus colegas do NIH agora injetam essas proteínas spike em animais para ver quão bem as proteínas desencadeiam a produção de anticorpos.
Ainda assim, McLellan acha que uma vacina provavelmente está dentro de 18 a 24 meses. Isso "ainda é muito rápido em comparação com o desenvolvimento normal da vacina, que pode levar 10 anos", disse ele.
Os resultados foram publicados hoje (19 de fevereiro) na revista Science.
