A maioria das epidemias começa quando um vírus ou outro patógeno entra nos seres humanos vindo de um animal. Muitos cientistas acreditam que foi assim que a Covid-19 se originou. O vírus responsável por esta doença, o SARS-CoV-2, está intimamente relacionado com o coronavírus encontrado em morcegos.
Agora, uma equipe de pesquisadores do Instituto de Biociências Quantitativas (QBI) da UCSF, do Mount Sinai, do Instituto Pasteur e da Escola de Medicina Icahn do Fred Hutchinson Cancer Center identificou uma diferença genética notavelmente pequena que pode ajudar a explicar como alguns vírus animais se adaptam aos humanos e causam doenças graves.
Suas descobertas, publicadas Hospedeiro celular e micróbiomostram que a alteração de apenas um aminoácido em uma proteína do coronavírus pode mudar a forma como o vírus interage com o sistema imunológico de morcegos e humanos, levando a respostas muito diferentes à infecção.
Pequenas alterações genéticas, grandes efeitos biológicos
Para investigar o mecanismo, os pesquisadores compararam o SARS-CoV-2 com o RaTG13, um coronavírus intimamente relacionado que infecta morcegos, mas não se sabe que infecta humanos.
A equipe examinou como cada vírus interagia com proteínas imunológicas em células pulmonares humanas e de morcegos. O trabalho foi possível graças à primeira linhagem de células pulmonares cultivadas em laboratório e desenvolvidas a partir do morcego-ferradura.
Uma proteína viral, conhecida como OrfB9, destaca-se como particularmente importante. Embora as versões SARS-CoV-2 e RaTG13 do OrfB9 sejam quase idênticas, elas diferem em apenas um aminoácido entre cerca de 100 aminoácidos na proteína.
Diferentes respostas em células humanas e de morcego
Essa pequena diferença produziu efeitos surpreendentemente diferentes.
Nas células pulmonares humanas, a versão SARS-CoV-2 do OrfB9 desliga um importante sistema de alarme imunológico, permitindo que o vírus se replique de forma mais eficiente.
Nas células pulmonares de morcego, entretanto, a versão RaTG13 ativou uma proteína imunológica que ajudou a manter o vírus sob controle.
As descobertas sugerem que mesmo alterações genéticas extremamente pequenas podem afetar se um vírus permanece confinado ao seu hospedeiro animal natural ou se ganha a capacidade de prosperar em humanos.
“A diferença entre um vírus em morcegos e um vírus que se espalha para os humanos e causa doenças catastróficas pode resumir-se a alterações genéticas notavelmente pequenas”, disse Nevan J. Croghan, diretor do QBI e autor sênior do estudo. “Ao mapear estas interacções ao nível das proteínas – entre dois vírus e duas espécies – podemos ler assinaturas moleculares que prevêem o risco de repercussão. Este é o sistema de alerta precoce de que o mundo necessita.”
Compreender os riscos de repercussão futuros
A pesquisa fornece novos insights sobre mudanças moleculares que podem ajudar os vírus animais a se adaptarem aos hospedeiros humanos. Ao identificar interações proteicas específicas associadas a eventos de repercussão, os cientistas poderão reconhecer melhor os vírus com potencial para saltar entre espécies antes de desencadearem futuros surtos.
Autor: Os autores da UCSF são Jyoti Batra, PhD; Yuan Zhu, MS; Rithika Adavikolanu; Durga Ananda; Suraj Verma; Martin Gordon, MS; Shivali Malpotra, MS; Jack M. Moen, PhD; Ajda Rojc, MS; Atoshi Banerjee, PhD; Saurabh Maji, Ph.D.; Monita Muralitharan, PhD; Helen Faussard, PhD; Irene P. Chen, PhD; CJ San Felipe, PhD; Lorena Giuliani-Alvarez, PhD; Pramita Chowdhury, PhD; Kirsten Obernier, PhD; Rahul Suryavanshi, PhD; Taha Y. Taha, PhD, PharmD; Clemente A. Verba, PhD; James S. Fraser, PhD; Robert M. Stroud, PhD, MA; Melanie Ott, MD, PhD; Ben Polacco, PhD; Daniel L. Swaney, PhD; Ignacia Echevarria, PhD; e Manon Eckhardt, Ph.D. Veja o artigo de todos os autores.
Financiamento: Institutos Nacionais de Saúde (U19AI135990, U19AI135972, U54AI170792, F31AI164671-01, G20AI174733, UL1TR004419, S10OD026880, S10OD030463); Instituto Médico Howard Hughes; Fundo de Caridade James B. Pendleton; Fundação Roddenberry; P. e E. Taft; Instituto Gladstone; concessão rápida; Instituto de Genômica Inovadora; Chan Zuckerberg BioHub – São Francisco; ANR EmerCoV AAP CE35.
