Moléculas sintéticas podem bloquear o coronavírus Saúde

segunda-feira, 23 maio 2022
As moléculas são criadas a partir de proteínas de plantas; entre elas, a Arabidopsis thaliana (Foto: Ramunė Vakarė/BioDiversity4All)

Desenvolvidos em laboratório na UFC, peptídeos alteram proteína do vírus e inibem sua capacidade de interação com as células, reduzindo infecção

O início da pandemia de SARS-CoV-2 há pouco mais de dois anos desencadeou uma corrida da ciência em busca não só de vacinas eficazes contra o coronavírus, mas também de moléculas que pudessem neutralizá-lo e frear sua infecção, visando à produção de medicamentos. Na Universidade Federal do Ceará, essa busca chegou a moléculas sintéticas, criadas em laboratório, com alto potencial farmacológico.

Com um primeiro estudo publicado em julho de 2020, considerado pioneiro, uma equipe de pesquisadores do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular e do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Medicamentos da UFC atestou a eficiência in silico (por simulação) de moléculas, do tipo peptídeos, para bloquear a ação do vírus da covid-19, impedindo sua ligação com o organismo e evitando a infecção.

Agora, em novas publicações, o grupo validou in vitro (pondo as moléculas em contato com o vírus in natura) a função desses peptídeos como agentes capazes de impedir que o coronavírus use a proteína spike, sua principal chave de entrada, para se conectar à proteína ACE2, localizada na superfície da membrana das nossas células.

Interagindo com o vírus, os peptídeos alteram a proteína spike, retirando dela essa possibilidade de conexão. A ideia é que, uma vez modificada a spike e neutralizada essa chave de entrada do vírus, a infecção ou a replicação dele não ocorra, ou aconteça em nível reduzido, aliviando ou extinguindo os sintomas da covid-19.

A validação in vitro ocorreu por meio da utilização de células Vero E6, isoladas a partir de rins de macacos. Inicialmente, os peptídeos foram incubados com o SARS-CoV-2 e depois postos em contato com uma camada dessas células Vero E6. Como resultado, todos os peptídeos testados impediram significativamente a formação de placa viral nas células.

“Esse experimento simula muito bem o que ocorre com nossas células durante a infecção pelo vírus”, explica Pedro Filho Noronha de Souza, um dos pesquisadores responsáveis pelo estudo. “É geralmente nesse ensaio que as drogas falham, porque a carga viral é muito alta. Mesmo assim, nossos peptídeos foram efetivos em reduzir a formação da placa viral, mantendo as células vivas”, diz.

Uma forma de avaliar se as células estão vivas, mesmo após a infecção por SARS-CoV-2, é verificando sua viabilidade por meio de um teste com o composto químico MTT. Normalmente de cor amarela, esse composto muda para a cor roxa ao entrar em contato com células vivas; caso não haja viabilidade celular, o composto não tem alteração.

“O teste do MTT é utilizado para verificar a viabilidade celular. Quanto maior o número de células vivas, maior é a efetividade dos peptídeos contra o vírus. Isso acontece porque, quando o vírus infecta uma célula e vai ser liberado dela, depois de se replicar, ele mata as células”, explica Pedro.

Nos testes com as células infectadas e os peptídeos sintéticos, a mudança de coloração foi constatada, permitindo o entendimento de que, mesmo com a infecção, os peptídeos mantiveram as células vivas.

A interação da proteína spike do vírus (em verde e amarelo) é representada na primeira imagem. Na segunda imagem, a molécula sintética usada no estudo atrapalha essa interação (Imagem: Reprodução)

Peptídeos

No total, quatro peptídeos sintéticos foram usados nos testes, todos eles desenhados com proteínas extraídas de plantas: dois deles, batizados de PepKAA e PepGAT, foram desenhados a partir de proteínas da espécie Arabidopsis thaliana. Já as moléculas batizadas de Mo-CBP3-PepII e RcAlb-PepI foram criadas a partir de proteínas das espécies Moringa oleifera e Ricinus communis.

Apesar de todos terem apresentado a habilidade de proteger as células contra infecção em algum nível, dentre os quatro, o que apresentou melhores resultados foi o PepKAA. Nos testes de inibição da formação de placas infectadas, esse peptídeo em específico alcançou cerca de 60% no nível de inibição, nas duas concentrações aplicadas (0,15 e 0,30 mg), além de ter apresentado maior sinergia na interação com a proteína spike do vírus.

“O PepKAA de fato se mostrou o mais relevante. Isso é interessante, porque nas predições feitas nos cálculos computacionais [in silico] ele foi o melhor. Muitos peptídeos são ativos, mas possuem diferentes níveis de toxicidade, e isso não acontece com o PepKAA”, aponta ainda Pedro. “Outra grande vantagem dele, em relação a outros estudos com peptídeos, é que ele interagiu com o vírus in natura, que é a forma mais resistente do vírus”.

O caminho até que os peptídeos se transformem em fármacos, porém, ainda é longo, já que requer novas pesquisas, com alto nível de investimento. “O próximo passo é partir para teste in vivo com animais e in vitro com células humanas, para ver o comportamento dos peptídeos. A principal ideia é usá-los como aerossol, que será inalado, ou como um fármaco na forma de comprimido. As aplicações para o desenvolvimento de fármacos são as mais diversas”, projeta o pesquisador.

Os resultados do estudo com os peptídeos estão disponíveis em publicação no periódico ACS Omega, em inglês.

Saiba mais

Desde o início da pandemia de coronavírus, em 2020, o grupo de pesquisadores do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular e do Núcleo de Pesquisa e Desenvolvimento de Medicamentos tem trabalhado não apenas na prospecção por moléculas que possam ajudar no combate ao vírus, mas também em diversos estudos que auxiliam no entendimento do funcionamento do vírus.

Em um deles, publicado no periódico Langmuir, os pesquisadores utilizaram um microscópio de força atômica para analisar a composição física das partículas virais do SARS-CoV-2, com foco em sua ultraestrutura, capacidade de adsorção e comportamento nanomecânico. O estudo confirmou, com o vírus real, modelos criados para caracterizá-lo e trouxe informações mais detalhadas sobre seu mecanismo de ação.

Outros estudos desenvolvidos pelo grupo se debruçam ainda sobre a evolução do vírus e o nascimento de novas variantes. As pesquisas estão disponíveis para leitura no International Journal of Biological Macromolecules.

Fonte: Agência UFC

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