A maioria das pandemias começa quando um vírus ou outro patógeno passa dos animais para os humanos. Muitos cientistas acreditam que foi assim que surgiu o COVID-19. O vírus responsável pela doença, o SARS-CoV-2, está intimamente relacionado aos coronavírus encontrados em morcegos.
Agora, uma equipa de investigadores do Instituto de Ciências Biológicas Quantitativas da UCSF (QBI), da Escola de Medicina Icahn no Monte Sinai, do Instituto Pasteur e do Centro de Cancro Fred Hutchinson identificou uma diferença genética extremamente pequena que pode ajudar a explicar como alguns vírus animais se adaptam aos humanos e causam doenças graves.
Suas descobertas, publicadas em A célula hospedeira e o micróbiomostram que a alteração de apenas um aminoácido na proteína do coronavírus pode alterar a forma como o vírus interage com o sistema imunológico de morcegos e humanos, levando a respostas muito diferentes à infecção.
Pequenas mudanças genéticas, grandes efeitos biológicos
Para investigar o processo, os pesquisadores compararam o SARS-CoV-2 ao RaTG13, um coronavírus relacionado que infecta morcegos, mas não se sabia que infectava humanos.
A equipe estudou 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, derivada do grande caranguejo-ferradura.
Uma proteína viral, conhecida como OrfB9, destacou-se como particularmente importante. Embora as versões OrfB9 do SARS-CoV-2 e RaTG13 sejam quase idênticas, elas diferem em apenas um aminoácido entre aproximadamente 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 OrfB9 do SARS-CoV-2 desligou um importante sistema de sinalização imunológica, permitindo que o vírus se replicasse de forma mais eficiente.
No entanto, nas células pulmonares dos morcegos, a versão RaTG13 ativou uma proteína imunológica que ajudou a manter o vírus sob controle.
As descobertas sugerem que mesmo alterações genéticas muito 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 que permanece nos morcegos e um vírus que se transfere para os humanos e causa doenças catastróficas pode resumir-se a alterações genéticas muito pequenas”, disse Nevan J. Croghan, PhD, diretor do QBI e autor sénior 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 transbordamento. Este é o tipo de sistema de alerta precoce de que o mundo precisa.”
Compreender os riscos futuros de proliferação
O estudo fornece uma nova visão sobre as mudanças moleculares que podem ajudar os vírus animais a se adaptarem aos seus hospedeiros humanos. Ao identificar interações proteicas específicas associadas a eventos adicionais, os cientistas serão capazes de reconhecer melhor os vírus com potencial para cruzar espécies antes de causarem futuros surtos.
Autores: Os autores da UCSF são Jyoti Batra, Ph.D.; Yuan Zhou, MS; Ritika Adavikolanu; Durga Anand; Suraj Verma; Martin Gordon, MS; Shivali Malpotra, MS; Jack M. Moen, Ph.D.; Ida Reutz, MS; Atoshi Banerjee, Ph.D.; Surobh Majhi, Ph.D.; Monita Muralidharan, Ph.D.; Helen Fusar, Ph.D.; Irene P. Chen, Ph.D.; CJ San Felipe, PhD; Lorena Zuliani-Alvarez, Ph.D.; Promiseree Choudhury, PhD; Kirsten Obernier, Ph.D.; Rahul Suriyavanshi, Ph.D.; Taha Y. Taha, PhD, PharmD; Kliment Aleksandrovich Verba, candidato em ciências filológicas; James S. Fraser, Ph.D.; Robert M. Stroud, PhD, MA; Melanie Ott, MD, PhD; Ben Pollock, Ph.D.; Danielle L. Swaney, PhD; Ignatia Echeverría, Ph.D.; e Manon Eckhardt, Ph.D. Veja o artigo para todos os autores.
Financiamento: Institutos Nacionais de Saúde (U19AI135990, U19AI135972, U54AI170792, F31AI164671-01, G20AI174733, UL1TR004419, S10OD026880, S10OD030463); Instituto Médico Howard Hughes; Fundação de Caridade James B. Pendleton; Fundação Roddenberry; P. e E. Taft; Institutos Gladstone; Subsídios rápidos; Instituto de Genômica Inovadora; Chan Zuckerberg Biohub – São Francisco; ANR EmerCoV AAP CE35.
