SARS-CoV-2: Um olhar bioquímico à pandemia

por | maio 18, 2020

-Introdução

Em dezembro de 2019 foi notificado o primeiro caso da COVID-19 (Coronavírus Disease 2019) na cidade chinesa de Wuhan. Em tempo recorde, cientistas do mundo todo juntaram forças e desvendaram diversos mistérios sobre o patógeno da doença, nomeado como SARS-Cov-V. Uma vez sequenciado o genoma do virus, descobriu-se que pertence ao grupo beta-coronavírus, compartilhando assim, ancestralidade com o HKU0-1 (coronavírus de morcego), e possui proteínas em sua membrana que interagem fortemente com o receptor ACE2 da membrana celular das células pulmonares.

O SARS-CoV-2 possui RNA de fita simples em sentido positivo e envelopado, sendo constituído por um genoma de sete genes, conhecidos como: ORF1a, ORF1b, OEF3, S, E, M, e N. Possui um tamanho molecular relativamente pequeno se comparado com uma célula humana, mas grande o suficiente para ficar retido em tecidos, daí a recomendação do uso de máscaras como profilaxia.

-Estrutura Viral

Proteínas Spike: São glicoproteínas em formato de coroa localizadas na membrana, essenciais para a infecção das células pulmonares humanas;
Membrana: Mais conhecida como capsídeo em vírus, é composta por capsômeros unidos com a função de proteger o conteúdo viral.
Envelope viral: Estruturas derivadas do capsídeo e tem como função o armazenamento de proteínas sintetizadas pelo vírus;
Nucleocapsídeo: São capsômeros unidos em torno do material genético preservando sua estrutura;
Genoma: RNA de fita simples e sentido positivo, responsável pelo armazenamento de informações genéticas com genes que indicam síntese de determinadas proteínas.

  • Genes ORF1a/b: Codifica poliproteínas do tipo replicase;
  • Gene S: Codifica produção das proteínas Spike
  • Gene E: Codifica produção de proteínas que constituem o envelope viral;
  • Gene M: Codifica a produção dos capsômeros que envolvem o citosol;
  • Gene N: Codifica a produção dos capsômeros que envolver a fita de RNA;
  • Gene OEF3: Codifica proteínas não

-Por que “novo” coronavírus?

Tendo como base os princípios de mutação, supõe-se que o coronavírus tenha passado por diversas mutações até chegar nesse vírus que infecta tão facilmente os humanos. Como reforço a essa teoria, foi identificado extrema semelhança entre o material genético do SARS-CoV-2 e os MERS-CoV e SARS-Cov.

Foi identificada uma mutação nas proteínas spike que facilita ao extremo a infecção do vírus em células humanas. Tal modificação tornou a cadeia molecular dessas proteínas mais compactas, facilitando a conexão com receptores das membranas das células humanas

-Dinâmica molecular do vírion

Uma vez dentro do pulmão humano, o coronavírus utiliza de suas proteínas spike para a infecção das células dos alvéolos pulmonares. Essas proteínas possuem um domínio (SARS-CoV-2-CTD) que se liga ao receptor ACE2 das células humanas que é participante na conversão da angiotencina-2. Existem pesquisas que investigam a relação entre a expressão do Gene ACE2 e a suscetibilidade à desenvolver a COVID-19

Uma vez ligado à membrana celular, o vírion pode fundir sua membrana à da célula hospedeira e liberar seu material genético no meio intracelular, dando início ao processo infeccioso em que a célula passa a produzir proteínas virais e atua na multiplicação do vírion. Seguem as ilustrações:

  1. A proteínas spike reconhecem o receptor ACE2

 

2. Ligação entre o domínio SARS-CoV-2-CTD e o receptor ACE2

 

3. Fusão das membranas e início do processo infeccioso

 

Processos da replicação viral:

  1. Adsorção (Spike/receptor);
  2. Liberação genoma Viral p/ interior celular;
  3. Tradução de enzimas do complexo; Replicação/Transcrição (pol1ab);
  4. Transcrição do RNAm em segmentos de polaridade negativa;
  5. Transcrição do RNAm em segmentos de polaridade +;
  6. Tradução de proteínas estruturais;
  7. Replicação do RNA gênomico;
  8. Composição do novo vírion;
  9. Liberação da partícula

-Pesquisas promissoras

Neste momento milhares de cientistas estão espalhados pelo mundo tentando entender melhor a dinâmica molecular do coronavírus para, assim, sintetizar compostos que promovam a cura ou imunidade à COVID-19. Pesquisadores têm como alvo principal receptores localizados no capsídeo do vírion ou o domínio SARS-CoV-2-CTD, por serem alvos mais fáceis em se tratando de cura/tratamento da doença em si.

Pesquisadores da Fundação Oswaldo Cruz (FIOCRUZ), estão a todo vapor investigando se é possível uma vacina conjunta para o SARS-CoV-2 (COVID-19) e para o Influenza (Gripe Sazonal). Tal investigação consiste em técnicas que introduzem material genético do SARS-CoV-2 no Influenza sem uma proteína importante no processo de multiplicação, e, ao infectar células humanas, o corpo passará a produzir proteínas de defesa para as duas doenças simultaneamente.

-Referências Bibliográficas

Shang, J., Ye, G., Shi, K. et al. Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV-2. Nature (2020)
Muhammad Tahir ul Qamar, Safar M. Alqahtani, Mubarak A. Alamri, Ling-Ling
Chen,Structural basis of SARS-CoV-2 3CLpro and anti-COVID-19 drug discovery from medicinal plants†,Journal of Pharmaceutical Analysis,2020
Qihui Wang, Yanfang Zhang, Lili Wu, Sheng Niu, Chunli Song, Zengyuan Zhang, Guangwen Lu, Chengpeng Qiao, Yu Hu, Kwok-Yung Yuen, Qisheng Wang, Huan Zhou, Jinghua Yan, Jianxun Qi,Structural and Functional Basis of SARS-CoV-2
Entry by Using Human ACE2,Cell,2020

http://www.sbac.org.br/blog/2020/04/16/covid-19-conhecendo-o-inimigo/

http://www.sbac.org.br/blog/2020/03/30/diagnostico-laboratorial-do-coronavirus-sars-

 cov-2-causador-da-covid-19/

https://www.gov.br/pt-br/noticias/saude-e-vigilancia-sanitaria/2020/03/entenda-a-dife

renca-entre-coronavirus-covid-19-e-novo-coronavirus

https://veja.abril.com.br/ciencia/fiocruz-pesquisa-vacina-que-pode-atacar-influenza-e

-covid-19/

https://www.msdmanuals.com/pt/profissional/doen%C3%A7as-infecciosas/v%C3%A

Drus-respirat%C3%B3rios/coronav%C3%ADrus-e-s%C3%ADndromes-respirat%C3

%B3rias-agudas-covid-19,-mers-e-sars

João Victor Maffia, membro do Centro Acadêmico de Bioquímica da UFV.

 

 

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O movimento Bioquímica Brasil foi fundado em 2014 por egressos e estudantes dos cursos de Bioquímica.

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