A rede de proteína humana do vírus COVID-19 fornece novas ferramentas e estratégias para rastrear terapias direcionadas ao hospedeiro

Uma equipe de pesquisa liderada pela Cleveland Clinic usou inteligência artificial para mapear centenas de maneiras pelas quais o vírus que causa o COVID-19 interage com células infectadas. Por meio dessa análise, eles identificaram possíveis medicamentos COVID-19 em milhares de medicamentos já aprovados pelo FDA para outros tratamentos.

A pesquisa se concentrou em terapias direcionadas ao hospedeiro, que operam de maneira diferente de outros antivirais, interrompendo os mecanismos que os vírus usam para se multiplicar e sobreviver, em vez de apenas bloquear proteínas específicas dentro da célula. A pesquisa, publicada em Biotecnologia da Naturezaapresenta uma rede chamada “interactoma”, as interações entre as proteínas do vírus COVID-19 e as proteínas da célula hospedeira.

Este estudo se baseou em dados existentes, empregando técnicas adicionais de análise molecular, confirmando mais de 200 interações e descobrindo 361 novas.

“Construir uma rede abrangente ajuda a direcionar interações proteína-proteína cruciais em vez de apenas proteínas dentro do vírus, oferecendo abordagens promissoras de segmentação de hospedeiros para COVID-19 e futuras pandemias”, diz Feixiong Cheng, Ph.D., equipe associada do Genomic Instituto de Medicina. “Os medicamentos existentes podem ser usados ​​como tratamentos reaproveitáveis, visando os caminhos que os vírus usam para infectar o corpo humano e sobreviver”.

Quando o COVID-19 surgiu como uma pandemia em 2020, os cientistas produziram conjuntos iniciais dessas interações para ajudar a entender como o vírus invade as células hospedeiras, se multiplica e evita uma resposta imune.

Um exemplo nas novas descobertas é uma interação física entre ORF3a, uma proteína viral responsável pela morte celular e imunossupressão, e ZNF579, uma proteína humana ligada à transcrição genética celular. Células desreguladas com níveis mais altos de ORF3a mostraram níveis mais baixos de ZNF59, potencialmente ilustrando uma maneira pela qual o vírus sobrevive através da alteração das funções básicas das células infectadas, escreveram os autores.

Depois de construir o interactoma e confirmá-lo destacou as interações não mostradas em estudos anteriores, os pesquisadores estabeleceram uma estratégia para rastrear medicamentos existentes como possíveis terapias direcionadas ao hospedeiro.

O estudo identificou 23 medicamentos com “proximidade de rede” significativa, ou quão próximo medicamento alvos foram conectados a vias entre o vírus e as células hospedeiras identificadas no interactoma. Alguns desses medicamentos já são identificados como perturbadores do COVID-19 vírus processos ou já estão sendo estudados em ensaios clínicos, que apoiaram o interactoma como uma ferramenta válida para identificar drogas úteis, escreveram os autores.

Os pesquisadores identificaram dois medicamentos para hipertensão, carvedilol e hidroclorotiazida, como potenciais antivirais. Serpil Erzurum, MD, Diretor de Pesquisa e Acadêmico da Cleveland Clinic e líder da Equipe de Intervenção de Pesquisa COVID-19 da Cleveland Clinic, testou anteriormente carvedilol (um betabloqueador usado para tratar pressão alta e prevenir a insuficiência cardíaca) em um ensaio clínico de hipertensão pulmonar.

O estudo, do qual o Dr. Erzurum é co-autor, mostrou que o carvedilol estava associado a um risco reduzido de 17% de COVID-19 nos dados do paciente do sistema de registro eletrônico de saúde da Cleveland Clinic. O próximo passo seria validar o carvedilol por meio de modelos mais pré-clínicos ou mesmo testes clínicos.

“Nosso estudo fornece uma estratégia poderosa de biologia de sistemas para facilitar a busca de um tratamento eficaz para COVID-19 e futuras pandemias”, diz o Dr. Cheng.