Pesquisadores encontram a proteína chave da estrutura do Zika Vírus

Imagem de micrografia eletrônica de transmissão.

Investigadores encontraram a estrutura molecular de uma proteína produzida pelo Zika vírus. Acredita-se que esteja envolvida na reprodução do vírus e da sua interação com o sistema imune do hospedeiro.

Os resultados fornecem novas informações aos cientistas de todo o mundo, sobre o papel da proteína NS1 em infecções por Zika vírus, e amplia a compreensão dos cientistas sobre a família dos flavivírus, que também inclui dengue, vírus do Nilo Ocidental e da febre amarela.

O estudo foi conduzido pela Universidade de Michigan e realizado em colaboração com a Universidade de Purdue. "Ter toda a estrutura do Zika NS1 fornece novas informações que podem ajudar a orientar o desenho de uma potencial vacina ou de drogas antivirais", disse a autora sênior Janet Smith, diretora do Center for Structural Biology at the U-M Life Sciences Institute, onde seu laboratório está localizado e também onde é professora de química biológica na Faculdade de Medicina U-M.

"Os pesquisadores ainda estão trabalhando para entender exatamente como Zika e outros flavivírus interagem com o sistema imunológico de uma pessoa infectada", disse ela. "Ter esses detalhes em nível atômico pode ajudar os cientistas a fazer perguntas melhores e para projetar experimentos mais elaborados, enquanto continuamos a aprender novas informações."

Os resultados foram programados para publicação on-line na revista Nature Structural & Molecular Biology. No início deste ano, cientistas da China publicaram uma estrutura parcial. O Zika vírus, transmitido por mosquitos existe há décadas, mas recentemente se transformou em emergência na saúde internacional pois é associado com graves defeitos de nascimento e com a síndrome de Guillain-Barré, tendo rápida disseminação na América do Sul e Central. Atualmente, não há tratamento ou vacina, embora várias empresas anunciaram planos para tentar desenvolver uma.

"Apesar de sua semelhança com outros vírus relacionados, encontrar a estrutura Zika NS1 teve algumas diferenças importantes", disse W. Argila Brown, diretor científico do Centro de laboratório de proteína de alto rendimento de Biologia Estrutural, e co-autor do estudo.

A nova estrutura 3-D, que foi obtida utilizando cristalografia de raios-X e a microscopia eletrônica, revelou que a superfície externa da proteína Zika NS1 tem substancialmente diferentes propriedades de carga eléctrica do que outros flavivírus- indicando que deve interagir de forma diferente com o sistema imunológico de uma pessoa infectada.

Este estudo também foi o primeiro a capturar a estrutura molecular de alças flexíveis localizados na “asa” da proteína, e que não tinha sido percebida em estudos anteriores.

O co-autor Richard Kuhn, professor de ciências biológicas em Purdue e diretor do Instituto de Purdue de inflamação, Imunologia e Doenças Infecciosas complementou "Isto é muito importante porque indica uma interação com a membrana celular do hospedeiro e um possível mecanismo através do qual o NS1 realiza as suas múltiplas funções.

"Ver essa diferença fornece novas informações que nos ajudam a compreender melhor a proteína NS1", disse Kuhn, que era um membro da equipe de pesquisa que primeiro determinou a estrutura do Zika vírus. "Entender sua estrutura e funções nos ajudar a identificar alvos para inibidores para bloquear importantes processos virais, e tratar a infecção."

A equipe também analisou as mudanças na sequência genética da proteína NS1 Zika ao longo do tempo, observou David L. Akey, um cientista da pesquisa no laboratório de Smith e também autor principal do estudo. "Assim como os vírus de gripes e resfriados comuns mudam ao longo do tempo, o vírus Zika é alterado conforme se espalha ao redor do mundo, logo o NS1 que infecta brasileiros é diferente do seu ancestral Africano", disse Akey.

A proteína NS1 (proteína não estrutural 1) desempenha vários papéis em infecções virais. No interior das células infectadas, ela é essencial para fazer novas cópias do vírus e infectar outras células, que por sua vez secretam pacotes NS1 para a corrente sanguínea do paciente. Os níveis elevados de NS1 têm associação com uma doença mais grave.

A proteína em forma de cruz tem duas superfícies distintas. A superfície interna é "gordurosa" para interagir com as membranas das células, enquanto que a superfície exterior, uma vez escondida para o sangue, pode interagir com o sistema imunitário do paciente.

Mesmo sem o vírus presente, a versão escondida de algumas proteínas NS1 podem criar hemorragia vascular, tal como é visto nas infecções graves de dengue. Em 2014, muitos dos mesmos membros da equipe participaram do primeiro estudo para isolar e mapear a proteína NS1 da dengue do Nilo Ocidental, que apareceu na revista Science. "Isolar a proteína, a fim de estudá-la tem sido um desafio para os pesquisadores", disse Smith na época. "Uma vez que descobrimos como fazer isso, ele cristalizou lindamente."

Jamie Konwerski, Jeffrey Tarrasch e Georgios Skiniotis da LSI foram também autores do paper. Dados de cristalografia de raios-X foi recolhido no U.S. Department of Energy's Advanced Photon Source, em Argonne National Laboratory. A microscopia eletrônica foi realizada pelo laboratório Skiniotis na LSI.

Fonte: http://www.nature.com/nsmb/journal/vaop/ncurrent/full/nsmb.3268.html

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