Outras proteínas SARS-CoV-2 são importantes para a gravidade da doença, além do pico

Montagem de genomas de clones infecciosos de SARS-CoV-2. (UMA) O genoma de WA1 foi montado a partir de fragmentos de DNA sobrepostos (extremidades coloridas) validados por sequência (1a-1, 1a-2, 1a-3, 1b-1, 1b-2, S, AP; linhas azuis) por TAR em levedura . Os genomas dos clones infecciosos podem ser mantidos em leveduras e E. coli por um vetor YCpBAC. O genoma do clone infeccioso, que é flanqueado por sítios I-SceI, é dirigido por um promotor de CMV (P_cmv) e tem uma sequência de ribozima do vírus da hepatite delta (Hdz), bem como um terminador de BGH (Term) na extremidade 3′ do genoma. Os genomas de SARS-CoV-2 WA1 contendo variantes de pico ou deleções de ORF acessórias foram montados a partir de uma mistura de fragmentos de DNA modificados não modificados e apropriados. (B) Amplificações por PCR de junções de montagem (J1 a J10) para confirmar um genoma completo em E. coli. M, marcador 2-log. Crédito: Anais da Academia Nacional de Ciências (2022). DOI: 10.1073/pnas.2204717119

Pesquisadores da Faculdade de Medicina da Universidade de Maryland identificaram como vários genes do SARS-CoV-2 afetam a gravidade da doença, o que pode levar a novas maneiras de desenvolver vacinas futuras ou desenvolver novos tratamentos. Os genes controlam o sistema imunológico do hospedeiro, contribuindo para o quão ferozmente o corpo responde a uma infecção por COVID-19.

Embora as pessoas normalmente pensem na proteína spike que forma a “coroa” estrutural como o fator determinante por trás de cada nova variante do COVID-19, os resultados da pesquisa também mostram que as mutações nesses outros “acessórios” genes também desempenham um papel na forma como a doença progride. Por causa disso, os pesquisadores acreditam que essas proteínas acessórias merecem mais estudos, pois suas mutações podem se tornar cada vez mais significativas à medida que surgem novas variantes.

Suas descobertas foram publicadas em Anais da Academia Nacional de Ciências.

A variante BA.4 do omicron, que circulou no início deste ano, foi ultrapassada pela última variante BA.5 do vírus que circula agora. Ambas as variantes parecem evitar o sistema imunológico devido a mutações na proteína spike. Por causa dessas mutações de pico, os pesquisadores dizem que as vacinas anteriores não são tão eficazes na prevenção de doenças.

“O interessante é que ambas as variantes BA.4 e BA.5 têm a mesma sequência genética para a proteína spike”, disse Matthew Frieman, Ph.D., Alicia e Yaya Foundation Professor de Pesquisa de Patógenos Virais no Departamento de Microbiologia e Imunologia na UMSOM. “Isso significa que são os outros genes, os genes da proteína não-spike, que parecem afetar a maneira como o vírus se copia e causa a doença. versões do vírus.”

O vírus SARS-CoV-2 tem três tipos de genes – aqueles envolvidos em fazer mais cópias do vírus, aqueles que formam a estrutura do vírus e genes acessórios que têm outras funções. Para este novo estudo, os pesquisadores queriam descobrir a função dos genes acessórios. Para fazer isso, eles recriaram vírus sem cada uma das quatro proteínas acessórias e, em seguida, infectaram camundongos com esses novos vírus ou o vírus original. Em seguida, eles observaram como cada vírus afetou os camundongos.

A equipe de pesquisadores do Dr. Frieman descobriu que o vírus sem o gene ORF3a/b levou a infecções mais leves do que o vírus SARS-CoV-2 original. Os camundongos com essa cepa de vírus perderam menos peso e tinham menos vírus nos pulmões do que os camundongos infectados com o vírus original. Esses achados indicaram que o gene ORF3a/b provavelmente desempenha um papel na produção de mais cópias do vírus por meio da replicação viral ou no bloqueio da resposta imune à infecção. Outros experimentos sugeriram que ORF3a/b tem um trabalho extra no vírus, parecendo ativar o sistema imunológico inato do corpo, a primeira linha de defesa lançada pelo sistema imunológico, sinalizando que um invasor estrangeiro precisa ser derrotado.

Em contraste, os pesquisadores descobriram que os camundongos infectados com vírus sem o gene ORF8 estavam mais doentes do que os camundongos com a cepa original do SARS-CoV-2. Esses camundongos aumentaram a inflamação em seus pulmões quando comparados com o vírus SARS-CoV-2 original. Os pesquisadores disseram que o ORF8 parece controlar a resposta imune nos pulmões.

“Ao inibir a resposta imune, o ORF8 ajuda o vírus a se replicar mais nos pulmões, o que piora a infecção. Quando removido, permitiu que o sistema imunológico lutasse com mais força”, disse o Dr. Frieman.

Em seguida, os pesquisadores analisaram a importância da proteína spike para a gravidade da doença em cada uma das diferentes variantes do SARS-CoV-2. Eles pegaram o vírus original e trocaram o gene spike pelo gene spike da variante alfa, beta, gama ou delta. Em seguida, eles infectaram células e camundongos e observaram como cada um desses vírus se replicava e entrava nas células saudáveis. o vírus usa a proteína spike para pegar carona nos receptores ACE2 do hospedeiro, encontrados do lado de fora das células que revestem os pulmões, como uma maneira de entrar e infectar as células.

A equipe do Dr. Frieman descobriu que o proteína de pico determina a gravidade de algumas das variantes, mas não para outras. A variante gama foi mais fraca do que as outras variantes em sua capacidade de replicar e infectar. Os pesquisadores acham que as mutações em genes fora do “spike”, particularmente no gene ORF8, parecem desempenhar um papel em tornar esta versão mais fraca do que as outras. Embora a gama variante circulou no Brasil, não se espalhou mais pelo globo, pois foi ultrapassado por variantes mais fortes.

“Embora as mutações de pico sejam importantes para aumentar a ligação do receptor e a entrada nas células, os pesquisadores também descobriram que as mutações nas proteínas acessórias podem alterar a apresentação clínica da doença”, disse Mark T. Gladwin, MD, vice-presidente de Assuntos Médicos da Universidade de Maryland, Baltimore e John Z. e Akiko K. Bowers Distinguished Professor e Dean, UMSOM.

“Precisamos aprender mais sobre o papel das mutações de proteínas acessórias na infecção por COVID-19, especialmente porque novas variantes e subvariantes continuam surgindo onde essas outras proteínas podem desempenhar um papel mais importante”.

Os pesquisadores planejam se concentrar em dissecar mais da função do ORF8 em estudos futuros.