Estudo revela como o vírus da COVID-19 manipula as células para se replicar

Pesquisadores da Unicamp e da USP observaram que a proteína PCNA – presente no núcleo das células humanas – interage com a proteína M do SARS-CoV-2. Em testes laboratoriais, a inibição desse mecanismo por um fármaco reduziu a replicação viral entre 15% e 20%

André Julião | Agência FAPESP – Em estudo publicado na revista Frontiers in Cellular and Infection Microbiology, um grupo de pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e da Universidade de São Paulo (USP) descreveu como uma proteína humana interage com uma proteína do SARS-CoV-2, demonstrando um dos mecanismos usados pelo vírus causador da COVID-19 para recrutar as células e se replicar.

Em testes in vitro, os pesquisadores conseguiram inibir a interação entre as moléculas usando um fármaco e, com isso, reduziram a replicação viral entre 15% e 20%. Com o resultado, o grupo espera contribuir com o desenvolvimento de terapias contra a COVID-19.

“A proteína humana conhecida como PCNA [sigla para Proliferating Cell Nuclear Antigen] interage com a proteína M [matriz] do SARS-CoV-2, uma das moléculas que compõem a membrana do vírus e dão forma a ele. A descoberta em si mostra uma das maneiras pelas quais o patógeno manipula a função da célula para poder seguir seu ciclo de vida”, explica Fernando Moreira Simabuco, professor da Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA) da Unicamp, em Limeira, que coordenou o estudo apoiado pela FAPESP.

Em laboratório, o grupo utilizou diferentes técnicas para mostrar como a presença da proteína M do vírus no organismo faz com que a PCNA, uma proteína envolvida no reparo do DNA, migre do núcleo das células – onde ela normalmente se encontra – para o citoplasma, região onde ficam as organelas, responsáveis por importantes funções celulares.

Segundo os pesquisadores, essa migração demonstra que as proteínas viral e humana estão interagindo entre si, o que foi corroborado por outras metodologias.

Outra forma de verificar o fenômeno foi usando um composto que é inibidor da migração de proteínas do núcleo para o citoplasma. Tanto em células tratadas com um composto específico para a PCNA quanto com esse outro que inibe a migração de diferentes proteínas, incluindo a PCNA, o coronavírus teve uma replicação entre 15% e 20% menor quando comparado aos que estavam em células sem tratamento algum.

“Se estivéssemos pensando em uma terapia, talvez essa redução não fosse significativa. Porém, o principal objetivo era demonstrar essa interação e que ela pode ser um alvo para futuros tratamentos”, diz Simabuco.

Em colaboração com pesquisadores do Departamento de Patologia da Faculdade de Medicina da USP, foram analisadas ainda amostras de tecido pulmonar obtidas durante autópsias de pacientes mortos pela COVID-19 (leia mais em: agencia.fapesp.br/32882/).

Foi observado um aumento da expressão tanto da proteína PCNA como de gamaH2AX, proteína considerada um marcador de dano ao DNA, o que reforça os resultados.

“Esse dado pode indicar mais uma consequência da infecção pelo coronavírus”, diz Simabuco.

O trabalho tem como primeira autora Érika Pereira Zambalde, pós-doutoranda na FCA-Unicamp sob supervisão de Simabuco.

Novo caminho

A proteína M se ancora, junto com as proteínas E e S, na membrana que envolve todo o SARS-CoV-2, e é a mais abundante das quatro principais proteínas estruturais do vírus, que levam esse nome por darem forma ao patógeno. Por isso, tem sido vista como um alvo potencial para medicamentos e vacinas.

Por sua vez, a proteína S, da espícula (spike, em inglês), é a mais conhecida por conta do seu papel na ligação com o receptor humano, que a tornou o alvo das principais vacinas atuais.

A proteína humana PCNA, por sua vez, é bastante estudada no contexto do câncer, tema de projeto conduzido por Simabuco na FCA-Unicamp. Na infecção por vírus, porém, muito pouco se sabe sobre o papel dessa proteína humana.

O artigo publicado agora, portanto, abre caminho para novos estudos sobre essa interação entre o coronavírus e a molécula, facilitando o desenvolvimento de tratamentos. Um próximo passo seria a validação das descobertas em modelos animais, o que ainda não há previsão para acontecer.

Parte dos experimentos foi realizada no Laboratório de Estudos de Vírus Emergentes (LEVE), coordenado por José Luiz Proença Módena no Instituto de Biologia (IB) da Unicamp, que é apoiado pela FAPESP.

O estudo teve ainda colaboração dos grupos de pesquisa coordenados por Armando Morais Ventura, professor do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP, e Henrique Marques-Souza, professor do IB-Unicamp.

O artigo Characterization of the Interaction Between SARS-CoV-2 Membrane Protein (M) and Proliferating Cell Nuclear Antigen (PCNA) as a Potential Therapeutic Target pode ser lido em: www.frontiersin.org/articles/10.3389/fcimb.2022.849017.