A glicoproteína de pico homotrimérica (S) do SARS-CoV-2, particularmente sua subunidade S2, é uma proteína de fusão extraordinária. Ele pode fundir partículas virais a células e também fundir células a células para criar vários sincícios entre diferentes fenótipos celulares. Dependendo de quais versões exatas estão sendo consideradas, o spike pode realizar essas façanhas por meio de vários mecanismos que atuam nos lados intracelular e extracelular das membranas celulares.
Essas funções de fusão são um tanto análogas às proteínas ENV (envelope) homotriméricas típicas, como nossa proteína ENV retroviral endógena sincitina-1 e a glicoproteína GP160 ENV do vírus HIV. GP160, a proteína ‘spike’ do HIV, é finalmente processada em seu próprio local de clivagem de furina (também encontrado na sincitina-1) em uma proteína GP120 e GP41, ambas as quais podem adotar configurações pré e pós-fusão distintas. O genoma do SARS-CoV-2, no entanto, já especifica uma pequena proteína ENV separada (convenientemente designada como E), que se monta em um canal de cátions presumido com um poro de fusão central.
Não há genes env, pol, gag ou pro definidos como tal para o genoma do SARS-CoV-2, como é o caso dos retrovírus, que devem se integrar ao nosso DNA como parte de seu ciclo de vida. Curiosamente, os pesquisadores descobriram que a proteína spike SARS-CoV-2, se comportando por conta própria, participa diretamente da ativação de retrovírus endógenos em nossas células, o que contribui para a patologia observada. O que exatamente está acontecendo aqui?
À luz de algumas dessas semelhanças, foi sugerido que os anticorpos gerados contra a proteína spike poderiam potencialmente reagir de forma cruzada em qualquer tecido que pudesse expressar proteínas retrovirais endógenas. Em particular, durante a gravidez, quando os trofoblastos placentários expressam proteínas ENV muito úteis de muitos desses HERVs, incluindo ERVW1 (sincitina-1), ERVFRD-1 (sincitina-2), ERVV-1, ERVV-2, ERVH48-1, ERVMER34-1 , ERV3-1 e ERVK13-1. A expressão de sincitina-2 em citotrofoblastos vilosos, no entanto, está altamente correlacionada com o grau de gravidade de algumas patologias placentárias como a pré-eclâmpsia.
Felizmente, os pesquisadores descobriram que praticamente não há homologia de sequência direta entre spike e sincitina-1, e pouca chance de reatividade cruzada. Escrevendo na revista Animal Cells and Systems, pesquisadores coreanos testaram um grande painel de anticorpos monoclonais e puderam concluir que, embora antigas relíquias genômicas como HERVs possam ser ativadas em vários tecidos pelo SARS-CoV-2, não há risco de reatividade cruzada ou mesmo infertilidade.
Mas se a proteína spike ainda é muito capaz de causar fusão celular indesejável, como podemos definir melhor essa atividade aparentemente aleatória e, além disso, o que podemos fazer a respeito? Talvez o primeiro passo seja ficar um pouco mais sofisticado com a terminologia de fusão celular. Escrevendo na revista Oncotarget, o autor Yuri Lazebnik oferece algumas reflexões. Um sincício produzido a partir de células do mesmo tipo, por exemplo, como na fusão de dois ou mais pneumócitos, é denominado homocário. Um heterocário, então, seria um sincício feito de, digamos, um pneumócito fundido a um progenitor epitelial, ou talvez um leucócito. Em geral, uma vez que as células se combinam, todas as apostas estão erradas – se elas podem se classificar mais tarde e seus núcleos para gerar descendentes mononucleares competentes para replicação ainda não é totalmente conhecido.
A formação de sincícios induzidos por picos nos pulmões de pacientes com COVID-10 foi encontrada em muitas formas, cada uma com suas próprias propriedades emergentes que podem contribuir para as sequelas da doença. Por exemplo, células ciliadas nas vias aéreas, pneumócitos alveolares tipo 2 e progenitores epiteliais foram encontrados para participar das ‘células gigantes’ multinucleadas frequentemente observadas. Coloque um ou dois leucócitos carregados de espinhos e as coisas rapidamente ficam difíceis de prever. Talvez uma situação ainda mais alarmante seria a formação de um sincício nas células que revestem nossos vasos sanguíneos que poderia contribuir para a trombose. A morte que se seguiu e eventual desprendimento de um pedaço de células fundidas inadequadamente poderia expor uma região considerável da membrana basal trombogênica. Uma fibra de colágeno de 20 mícrons, o principal componente da membrana basal, é suficiente para desencadear a coagulação dependente de plaquetas.
Mas chega dessa provocação de medo. Os pesquisadores identificaram um conjunto de medicamentos já aprovados que impedem a fusão celular induzida por picos e inibem a TMEM16F, uma proteína crítica para a formação de sincício. A TMEM16F tem o duplo papel de ser um canal iônico ativado por cálcio que regula a secreção de cloreto, bem como uma scramblase lipídica que realoca a fosfatidilserina (PS) para a superfície celular. Essa externalização de PS é necessária para a fusão celular em muitos sistemas, incluindo sincícios induzidos por spike. Incidentalmente, as scramblases também controlam as etapas limitantes da velocidade da cascata de coagulação do sangue e podem ser o mecanismo por trás da trombose induzida por spike.
As vias de coagulação do sangue são um complexo complexo de vermes, mas basta dizer aqui que o principal gatilho da coagulação induzida por infecções virais é a chamada ‘tenase’ extrínseca. Tenases são enzimas que processam o Fator X, ou FX, (daí ten-ase), na via de ativação do Fator Tecidual (TF), que atua essencialmente como o fusível para a geração do trombo. Os complexos resultantes são montados em PS externalizado na presença de íons cálcio. TF é, em certo sentido, criptografado e, portanto, é incapaz de ativar seu fator de destino a jusante FVIIa até que seja descriptografado por PS externalizado.
A percepção de que algumas proteínas virais fusogênicas, ou mesmo proteínas retrovirais, que são expressas fortuitamente em determinadas regiões do corpo, podem contribuir para eventos trombóticos é de tremenda importância prática. Não é preciso procurar além do amplo pipeline proposto pela Moderna para amenidades terapêuticas fornecidas por mRNA com base nessas proteínas para todos os tipos de insultos virais para fazer uma pausa para inspeção. Certamente não há escassez de métodos atualmente empregados para a construção de proteínas antigênicas para vacinas. Dependendo de quanto do código de pico é usado, quais sequências de clivagem são incluídas e quais partes são estabilizadas, proteínas muito diferentes podem ser produzidas. Provavelmente é justo dizer que os picos de comprimento total em grandes vetores questionáveis ou partículas virais inativadas foram amplamente ignorados em favor de misturas menores, mas mais imunogênicas.
Pulmões e vasos sanguíneos são certamente áreas críticas de preocupação em qualquer infecção por SARS-CoV-2, mas o que nossos preciosos neurônios – podem fundir-los também? Claramente, ele pode fundir neurônios em organoides cerebrais, mas, novamente, o que os pesquisadores não podem fazer com esses milagres instantâneos de publicação de pesquisa. Ao olhar mais amplamente para outros tipos de vírus, a fusão de neurônios, células gliais e até mesmo axônios parece ser o caminho para causar uma miríade de possíveis problemas neurológicos. Por exemplo, o vírus da pseudo-raiva liga sinapses para acoplar eletricamente a atividade dos neurônios, fundindo seus axônios. As fusões com a glia também foram detectadas e associadas à dor neuropática duradoura após a fase aguda do herpes zoster (zona). A partir desta quarta-feira, todos estamos cientes de que o SARS-CoV-2 pode utilizar a proteína vimentina como forma de infectar células endoteliais. Não deve passar despercebido a ninguém, ou pelo menos aos neurocientistas, que a vimentina é o principal marcador usado para identificar células gliais.
Além disso, o trabalho em rápida expansão que analisa a reativação de retrovírus endógenos em doenças neurodegenerativas sugere ainda à mente racional que a fusão celular também pode estar envolvida nesse tipo de patologia.
Publicado em 28/01/2022 09h42
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