Pesquisadores ‘resolvem’ a estrutura chave das proteínas do vírus Zika

julho 25, 2016
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Uma equipe liderada pela Universidade de Michigan revelou a estrutura molecular de uma proteína produzida pelo vírus Zika. Essa proteína deve estar envolvida na reprodução do vírus e em sua interação com o sistema imune do hospedeiro. A proteína NS1 é produzida pelo flavivírus, como o Zika, e liberada na corrente sanguínea dos doentes infectados, onde ela interage com o sistema imunitário do paciente. Aqui, as variações em áreas de carga negativa (vermelho) e áreas de carga positiva (azul) mostram como cada proteína NS1 se "sentiriam" diferentes para o sistema imunológico. No entanto, o impacto dessas diferenças ainda não é bem compreendido. Os pesquisadores também analisaram mudanças e evolução na proteína como o vírus Zika à partir do seu surgimento em Uganda, até o atual surto no Brasil. Fonte: Brown, Akey, Natureza Estrutural e Biologia Molecular.Uma equipe liderada pela Universidade de Michigan revelou a estrutura molecular de uma proteína produzida pelo vírus Zika. Essa proteína deve estar envolvida na reprodução do vírus e em sua interação com o sistema imune do hospedeiro. A proteína NS1 é produzida pelo flavivírus, como o Zika, e liberada na corrente sanguínea dos doentes infectados, onde ela interage com o sistema imunitário do paciente. Aqui, as variações em áreas de carga negativa (vermelho) e áreas de carga positiva (azul) mostram como cada proteína NS1 se “sentiriam” diferentes para o sistema imunológico. No entanto, o impacto dessas diferenças ainda não é bem compreendido. Os pesquisadores também analisaram mudanças e evolução na proteína como o vírus Zika à partir do seu surgimento em Uganda, até o atual surto no Brasil. Fonte: Brown, Akey, Natureza Estrutural e Biologia Molecular.ANN ARBOR—Pesquisadores acabam de revelar a estrutura molecular de uma proteína produzida pelo vírus Zika. Segundo indicações do estudo, essa proteína está envolvida na reprodução do vírus e sua interação com o sistema imunológico do hospedeiro.

Os resultados fornecem novas informações sobre o papel da proteína NS1 nas infecções do vírus Zika aos cientistas espalhados pelo mundo. Além disso, expande a compreensão dos cientistas sobre a família flavivírus, que inclui doenças como a dengue, vírus do Oeste do Nilo e febre amarela.

O estudo foi conduzido pela Universidade de Michigan, em colaboração com a Universidade de Purdue.

“Ter a estrutura de todo o comprimento da proteína NS1 fornece novas informações que podem ajudar a guiar o projeto de uma potencial vacina ou drogas antivirais,” disse a principal autora do estudo Janet Smith, diretora do Centro de Biologia Estrutural, do Instituto de Ciências da Vida da U-M.

“Os pesquisadores ainda estão trabalhando para compreender precisamente como o Zika e outros flavivírus interagem com o sistema imunológico de uma pessoa infectada,” Smith disse. “Ter esses detalhes do nível atômico podem ajudar os cientistas a fazerem melhores perguntas e a projetarem experimentos mais significativos, enquanto nós continuamos a aprender novas informações.”
As conclusões estão agendadas para publicação online no dia 25 de julho, na Nature Structural & Molecular Biology. No início deste ano, os cientistas da China publicaram a estrutura parcial.

O vírus Zika – transmitido por mosquitos – está rodeando por décadas, mas recentemente se transformou em um problema emergencial de saúde internacional, depois de ter sido associado a defeitos de nascimento e com a síndrome de Guillain-Barré, que se espalhou rapidamente na América Central e do Sul.

Atualmente, não há nenhuma vacina ou tratamento, embora várias empresas anunciaram planos para tentar desenvolvê-los.

“Apesar da semelhança com outros vírus relacionados, nós descobrimos que a estrutura NS1 do Zika tem algumas diferenças importantes,” disse W. Clay Brown, diretor científico do Centro de Biologia Estrutural (Center for Structural Biology) da U-M.

A nova estrutura 3-D, que foi obtida através de cristalografia de raios-X e microscopia eletrônica, revelou que a superfície externa da proteína NS1 tem propriedades de carga elétrica substancialmente diferentes dos outros flavivírus — indicando que podem interagir de forma diferente com os membros do sistema imunológico de uma pessoa infectada.

Este estudo também foi o primeiro a capturar a estrutura molecular dos ‘laços flexíveis nas asas da proteína’, que não tinha sido vista em estudos anteriores.

“Isto é muito importante, pois indica uma interação com a membrana celular do hospedeiro e um possível mecanismo pelo qual a NS1 realiza suas várias funções,” disse o coautor do estudo, Richard Kuhn, professor de Ciências Biológicas da Purdue.

“Ver essas diferenças fornecem novos conhecimentos que nos ajudam a entender melhor a proteína NS1,” disse Kuhn, membro da equipa de investigação que determinou primeiro a estrutura do vírus Zika. “Compreender a sua estrutura e suas funções nos ajudam a identificar alvos para que os inibidores bloqueiem importantes processos virais e tratem a infecção.”

A equipe também analisou as alterações na sequência genética da proteína Zika NS1 ao longo do tempo. “É como o resfriado comum e o vírus da gripe vírus que mudam ao longo do tempo. O vírus Zika foi alterado durante sua propagação ao redor do mundo, assim o NS1 em infecções brasileiras tem um aspecto diferente no sistema imunológico que seu ancestral africano,” disse David L. Akey, cientista de pesquisa no laboratório de Smith.

A proteína NS1 (proteína não-estrutural 1) desempenha vários papéis em infecções virais. No interior das células infectadas, é essencial para fazer novas cópias do vírus e infectar células adicionais. Células infectadas também escondem pacotes de NS1 na corrente sanguínea do paciente, onde os níveis mais elevados têm sido associados com doenças mais graves.

A proteína em forma de cruz tem duas superfícies distintas. A superfície interna é “gordurosa” e acredita-se que interajam com as membranas celulares, enquanto a superfície exterior, uma vez escondida no sangue, pode interagir com o sistema imunológico do paciente.

Mesmo sem o vírus estar presente, a versão escondida de algumas proteínas NS1 podem criar hemorragias vasculares, como são vistas em infecções graves da dengue.

Em 2014, muitos dos membros desta mesma equipe participaram do primeiro estudo para isolar e mapear a proteína NS1 da dengue e do vírus do Nilo Ocidental, que foi publicado na revista Science. “Isolar a proteína para estudá-la tem sido um desafio para os investigadores,” Smith disse na época. “Uma vez que descobrimos como fazer isso, ela foi cristalizada lindamente.”