O surgimento de uma nova variante do coronavírus despertou um interesse renovado na parte do vírus conhecida como proteína spike.
A nova variante carrega várias mudanças peculiares na proteína do pico quando comparada a outras variantes intimamente relacionadas – e essa é uma das razões por que é mais preocupante do que outras mudanças inofensivas no vírus que observamos antes. As novas mutações podem alterar a bioquímica do pico e afetar a capacidade de transmissão do vírus.
A proteína spike também é a base das vacinas COVID-19 atuais, que buscam gerar uma resposta imunológica contra ela. Mas o que exatamente é a proteína do pico e por que ela é tão importante?
Invasores celulares
No mundo dos parasitas, muitos patógenos bacterianos ou fúngicos podem sobreviver por conta própria sem uma célula hospedeira para infectar. Mas os vírus não podem. Em vez disso, eles precisam entrar nas células para se replicar, onde usam a própria maquinaria bioquímica da célula para construir novas partículas de vírus e se espalhar para outras células ou indivíduos.
Nossas células evoluíram para repelir essas intrusões. Uma das principais defesas da vida celular contra os invasores é seu revestimento externo, que é composto de uma camada de gordura que contém todas as enzimas, proteínas e DNA que constituem uma célula.
Devido à natureza bioquímica das gorduras, a superfície externa é altamente carregada negativamente e repelente. Os vírus devem atravessar essa barreira para obter acesso à célula.
Como a vida celular, os próprios coronavírus são cercados por uma membrana gordurosa conhecida como envelope. Para entrar no interior da célula, os vírus envelopados usam proteínas (ou glicoproteínas, pois são frequentemente cobertas por moléculas de açúcar escorregadias) para fundir sua própria membrana à das células e assumir o controle da célula.
A proteína spike dos coronavírus é uma dessas glicoproteínas virais. Os vírus ebola têm um, o vírus da gripe tem dois e o vírus herpes simplex tem cinco.
A arquitetura do pico
A proteína spike é composta por uma cadeia linear de 1.273 aminoácidos, cuidadosamente dobrada em uma estrutura, que é cravejada com até 23 moléculas de açúcar. As proteínas de pico gostam de se unir e três moléculas de pico separadas ligam-se umas às outras para formar uma unidade “trimérica” funcional.
O pico pode ser subdividido em unidades funcionais distintas, conhecidas como domínios, que cumprem diferentes funções bioquímicas da proteína, como ligação à célula-alvo, fusão com a membrana e permitir que o pico se posicione no envelope viral.
A proteína spike do SARS-CoV-2 está presa na partícula viral aproximadamente esférica, incorporada no envelope e projetando-se no espaço, pronta para se agarrar a células desavisadas. Estima-se que haja cerca de 26 trímeros de pico por vírus.
Uma dessas unidades funcionais se liga a uma proteína na superfície de nossas células chamada ACE2, desencadeando a captação da partícula do vírus e, eventualmente, a fusão da membrana. O pico também está envolvido em outros processos como montagem, estabilidade estrutural e evasão imunológica.
Vacina vs proteína de pico
Dada a importância da proteína spike para o vírus, muitas vacinas ou medicamentos antivirais são direcionados às glicoproteínas virais.
Para SARS-CoV-2, as vacinas produzidas pela Pfizer / BioNTech e Moderna dão instruções ao nosso sistema imunológico para fazer nossa própria versão da proteína spike, o que acontece logo após a imunização. A produção do pico dentro de nossas células então inicia o processo de produção de anticorpos protetores e células T.
Uma das características mais preocupantes da proteína spike do SARS-CoV-2 é como ela se move ou muda ao longo do tempo durante a evolução do vírus. Codificada no genoma viral, a proteína pode sofrer mutação e alterar suas propriedades bioquímicas à medida que o vírus evolui.
A maioria das mutações não será benéfica e impedirá o funcionamento da proteína spike ou não terá efeito sobre sua função. Mas alguns podem causar mudanças que dão à nova versão do vírus uma vantagem seletiva, tornando-a mais transmissível ou infecciosa.
Uma maneira pela qual isso poderia ocorrer é por meio de uma mutação em uma parte da proteína spike que impede que anticorpos protetores se liguem a ela. Outra maneira seria tornar os espinhos “mais aderentes” para nossas células.
É por isso que novas mutações que alteram o modo como as funções do pico são particularmente preocupantes – elas podem afetar a forma como controlamos a propagação do SARS-CoV-2. As novas variantes encontradas no Reino Unido e em outros lugares têm mutações no pico e em partes da proteína envolvida em entrar nas células.
Os experimentos terão que ser conduzidos no laboratório para determinar se – e como – essas mutações alteram significativamente o pico e se nossas medidas de controle atuais permanecem eficazes.
Publicado em 24/12/2020 10h21
Artigo original:
Estudo original: