Pesquisadores das faculdades de Medicina (FMRP) e de Odontologia (FORP) da Universidade de S\u00e3o Paulo (USP), campus de Ribeir\u00e3o Preto, identificaram um dos fatores que tornaram mais infecciosa a nova variante do coronav\u00edrus SARS-CoV-2, a B.1.1.7, origin\u00e1ria do Reino Unido e com dois casos confirmados no Brasil pelo Instituto Adolf Lutz.<\/p>\n
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Por meio da aplica\u00e7\u00e3o de ferramentas de bioinform\u00e1tica, eles constataram que a prote\u00edna spike da nova cepa viral \u2013 que forma a estrutura de coroa que d\u00e1 nome \u00e0 fam\u00edlia dos coronav\u00edrus \u2013 estabelece maior for\u00e7a de intera\u00e7\u00e3o molecular com o receptor ACE2, presente na superf\u00edcie das c\u00e9lulas humanas e com o qual o SARS-CoV-2 se liga para viabilizar a infec\u00e7\u00e3o.<\/p>\n
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O aumento na for\u00e7a de intera\u00e7\u00e3o molecular da nova linhagem \u00e9 causado por uma muta\u00e7\u00e3o j\u00e1 identificada no res\u00edduo de amino\u00e1cido 501 da prote\u00edna spike do SARS-CoV-2, chamada de N501Y, que deu origem \u00e0 nova variante do v\u00edrus, observaram os pesquisadores.<\/p>\n
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Os resultados do trabalho, apoiado pela FAPESP, foram publicados na plataforma bioRxiv, em artigo ainda sem revis\u00e3o por pares.<\/p>\n
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\u201cVimos que a intera\u00e7\u00e3o entre a prote\u00edna spike da nova cepa do coronav\u00edrus com a muta\u00e7\u00e3o N501Y \u00e9 muito maior do que a apresentada pela primeira linhagem do v\u00edrus isolado em Wuhan, na China\u201d, diz \u00e0 Ag\u00eancia FAPESP Geraldo Aleixo Passos, professor da FMRP e da FORP-USP e coordenador do projeto. Outro autor do estudo, que realizou as an\u00e1lises bionform\u00e1ticas, \u00e9 Jadson Santos, que realiza doutorado na FMRP-USP sob orienta\u00e7\u00e3o de Passos.<\/p>\n
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Com o surgimento da linhagem B.1.1.7 no Reino Unido, os pesquisadores levantaram a hip\u00f3tese de que a muta\u00e7\u00e3o N501Y presente na prote\u00edna spike da nova variante, resultante da substitui\u00e7\u00e3o de um amino\u00e1cido asparagina (N501) por um do tipo tirosina (N501Y), poderia ser um dos fatores respons\u00e1veis pela alta contagiosidade da nova linhagem do coronav\u00edrus.<\/p>\n
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Isso porque o N501 j\u00e1 havia sido identificado como um res\u00edduo de amino\u00e1cido crucial na afinidade de liga\u00e7\u00e3o da prote\u00edna spike ao receptor ACE2 humano e, consequentemente, implicado na infectividade do novo coronav\u00edrus. Al\u00e9m disso, estudos anteriores tamb\u00e9m apontaram que a muta\u00e7\u00e3o N501Y encontrada na linhagem B.1.1.7 cobre um dos seis res\u00edduos de amino\u00e1cidos de contato-chave dentro da prote\u00edna spike.<\/p>\n
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\u201cExistem outras muta\u00e7\u00f5es no genoma dessa linhagem que n\u00e3o analisamos. Focamos na N501Y porque ela est\u00e1 implicada na liga\u00e7\u00e3o da prote\u00edna spike com o ACE2\u201d, explica Passos.<\/p>\n
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A fim de testar a hip\u00f3tese de que a alta infectividade da linhagem B.1.1.7 poderia ser devido a mudan\u00e7as na for\u00e7a de intera\u00e7\u00e3o entre a prote\u00edna spike mutante e o receptor ACE2, foram utilizadas estruturas da prote\u00edna spike do SARS-CoV-2 isolado em Wuhan e da linhagem B.1.1.7, depositadas em um banco de dados de prote\u00ednas, o Protein Data Bank.<\/p>\n
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Por meio de um software de dom\u00ednio p\u00fablico, chamado PyMOL, foi poss\u00edvel visualizar a intera\u00e7\u00e3o entre o res\u00edduo de amino\u00e1cido 501 da prote\u00edna spike do SARS-CoV-2 com o res\u00edduo Y41 da prote\u00edna ACE2 humana e simular e analisar as intera\u00e7\u00f5es resultantes da muta\u00e7\u00e3o N501Y encontrada na linhagem B.1.1.7 com o receptor celular.<\/p>\n
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\u201cEsse software permite visualizar imagens dessas estruturas moleculares com uma aproxima\u00e7\u00e3o de 3.5 angstrom de campo, muito maior do que as imagens geradas at\u00e9 mesmo por um ultramicrosc\u00f3pio\u201d, compara Passos.<\/p>\n
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Por meio de outro software tamb\u00e9m de dom\u00ednio p\u00fablico, chamado PDBePISA, foi poss\u00edvel comparar a intera\u00e7\u00e3o das prote\u00ednas spike da linhagem selvagem do SARS-CoV-2 e da mutante com o receptor ACE2 humano.<\/p>\n
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Os resultados das an\u00e1lises mostraram que a muta\u00e7\u00e3o N501Y na prote\u00edna spike da nova variante do coronav\u00edrus estabelece maior intera\u00e7\u00e3o com o receptor ACE2 em compara\u00e7\u00e3o com a linhagem selvagem do v\u00edrus. As intera\u00e7\u00f5es foram predominantemente n\u00e3o covalentes \u2013 mais fracas \u2013, observaram os pesquisadores.<\/p>\n
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\u201cA somat\u00f3ria de v\u00e1rias liga\u00e7\u00f5es fracas entre a prote\u00edna spike mutante da nova variante do coronav\u00edrus com o receptor ACE2 humano resulta em intera\u00e7\u00f5es moleculares mais fortes, que permitem que o v\u00edrus entre mais facilmente nas c\u00e9lulas e deflagre o sistema de replica\u00e7\u00e3o\u201d, explica Passos.<\/p>\n
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O estudo tamb\u00e9m revelou que a muta\u00e7\u00e3o N501Y causa uma altera\u00e7\u00e3o no espa\u00e7amento entre os res\u00edduos de amino\u00e1cidos da prote\u00edna spike, permitindo que estabele\u00e7a ainda mais intera\u00e7\u00f5es com o receptor ACE2.<\/p>\n
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\u201cJuntas, essas mudan\u00e7as confirmaram a hip\u00f3tese de que a prote\u00edna spike da cepa B.1.1.7 interage mais fortemente com o receptor ACE2\u201d, afirma Passos.<\/p>\n
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De acordo com o pesquisador, os resultados do estudo feito por meio de simula\u00e7\u00f5es computacionais in silico permitir\u00e3o orientar novos experimentos in vitro, voltados a avaliar em laborat\u00f3rio a infectividade da nova variante do coronav\u00edrus em culturas de c\u00e9lulas humanas.<\/p>\n
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Evolu\u00e7\u00e3o surpreendente<\/strong><\/p>\n Segundo os pesquisadores, a r\u00e1pida propaga\u00e7\u00e3o do SARS-CoV-2 entre os humanos est\u00e1 impulsionando sua evolu\u00e7\u00e3o molecular. At\u00e9 agora, o v\u00edrus acumulou muta\u00e7\u00f5es a uma taxa de at\u00e9 dois nucleot\u00eddeos por m\u00eas, e isolados recentes apresentam pelo menos 20 altera\u00e7\u00f5es de nucleot\u00eddeos em seus genomas em compara\u00e7\u00e3o com a linhagem selvagem, isolada em janeiro de 2020. A maior parte das muta\u00e7\u00f5es est\u00e1 localizada na prote\u00edna spike.<\/p>\n <\/p>\n A linhagem B.1.1.7., detectada no in\u00edcio de setembro e descrita em dezembro de 2020 pelo COVID-19 Genomics UK Consortium, no Reino Unido, e j\u00e1 registrada em outros 17 pa\u00edses, incluindo o Brasil, representa um exemplo, entre v\u00e1rios outros, da r\u00e1pida evolu\u00e7\u00e3o molecular do novo coronav\u00edrus. Contudo, surpreendeu os cientistas por acumular 17 muta\u00e7\u00f5es, das quais oito est\u00e3o localizadas no gene que codifica a prote\u00edna spike na superf\u00edcie do v\u00edrus.<\/p>\n <\/p>\n \u201cEssa nova cepa acumula muitas muta\u00e7\u00f5es. Se observa um n\u00famero menor em outras linhagens virais\u201d, compara Passos. Como a descri\u00e7\u00e3o dessa nova variante \u00e9 recente, ainda n\u00e3o d\u00e1 para avaliar com maior detalhe o fen\u00f3tipo, ou seja, se ela \u00e9 mais ou menos patog\u00eanica, explica o pesquisador.<\/p>\n <\/p>\n A anima\u00e7\u00e3o (abaixo) mostra a intera\u00e7\u00e3o da prote\u00edna spike da nova cepa viral com o receptor ACE2.<\/p>\n <\/p>\n