Cientistas têm modelado com precisão a invasão de vírus a uma célula pela primeira vez

Pela primeira vez, cientistas criaram uma simulação precisa de um vírus invadindo uma célula. De acordo com eles, isso poderia levar a terapias antivirais que são muito mais eficazes do que as utilizadas atualmente.

O experimento foi realizado para analisar a forma como a cápsula de proteína de um vírus, conhecida como capsídeo, muda ao preparar para injetar material genético em uma célula saudável – alterações que não foram totalmente observadas em pesquisas anteriores.

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Infecções virais já haviam sido simuladas no passado, mas pesquisadores da Penn State College of Medicine queriam representar com mais precisão o processo.

As simulações anteriores de infecção viral mostraram uma mudança na forma de todo o capsídeo, mas a equipe da Penn State suspeita que esta alteração foi o resultado dos processos de modelamento – que usam o calor extremo ou exposição do vírus a proteínas.

Em vez de uma mudança total de sua forma, a equipe criou uma hipótese de que apenas a parte do vírus que interage com receptores na célula deve mudar de forma durante a infecção.

Então, juntamente com colegas da University of Pittsburgh School of Medicine, os pesquisadores utilizaram membranas de simulação chamadas nanodiscos para criar uma superfície celular artificial.

Dentro dessa superfície celular artificial, foram inseridas moléculas de proteína a partir de receptores de células humanas, para permitir sinais externos para a “célula” – algo que nunca foi feito antes.

Uma técnica de imagem chamada microscopia crio-eletrônica – através da qual feixes de elétrons podem identificar estruturas de proteínas em detalhes – foi utilizada para monitorizar a reação entre os capsídeos do vírus e as membranas do receptor artificial.

Uma atualização recente à microscopia crio-eletrônica, chamada de detecção eletrônica direta, permitiu à equipe capturar imagens atômicas de resolução a velocidades sem precedentes. Milhares de imagens 2D tiradas de diferentes ângulos foram compiladas para formar um modelo 3D.

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Milhares de imagens 2D foram reagrupadas em um capsídeo 3D. Os pesquisadores descobriram que mudanças na forma observadas anteriormente aconteceram apenas quando os receptores se ligaram aos vírus. Créditos da imagem: Penn State.

O modelo sugere que a hipótese dos pesquisadores – que mudanças no formato do vírus só devem ocorrer nos pontos onde os receptores celulares se ligam ao vírus – estava correta.

“Nós achamos que capturamos o primeiro capsídeo do vírus no momento fisiologicamente exato de entrar no hospedeiro. Todos aqueles que tinham sido estudados anteriormente mostraram mudanças ocorrendo em todo o capsídeo”, disse Susan Hafenstein, membra da equipe.

“Nosso trabalho mostra que um poro abre-se apenas naquele ponto de interação com a célula hospedeira, e isso é o que vai indicar ao capsídeo para liberar o material genético na célula.”

Para os objetivos do ensaio, um vírus de mutação rápida chamado coxsackievirus B3 (CVB3) foi escolhido. Como vírus deste tipo mudam à medida que se replicam, tornam difícil o tratamento antiviral para fixá-los.

Os pesquisadores esperam que, ao entender mais sobre como os vírus entram nas células, podem impedi-los de forma mais eficaz. Potencialmente, novos fármacos poderiam provocar mutações virais que os impedem de obter acesso às células saudáveis.

Isso ainda é um pouco distante. Entretanto, Hafenstein e seus colegas querem realizar mais testes, e sugerem que um nanodisco maior será o próximo passo à frente.

Novos testes podem revelar o que ela chama de “o passo mais importante”: descobrir o que provoca a liberação do RNA na célula. O trabalho foi publicado na revista Science Advances.

Matéria originalmente traduzida da revista Science Alert.

Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF - Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.
Vinicius Mussi

Vinicius Mussi

Capixaba, graduado em Biomedicina, com especialização em Saúde Pública e mestre em Biociências e Biotecnologia pela UENF – Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.

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