Pesquisadores descobriram que o vírus usa o sistema de defesa humano a seu favor

Desenho da molécula de RNA do vírus Zika que participa do mecanismo de interrupção da resposta antiviral das células humanas. (Trabalho de O. Ortiz e A. Gamarnik - Projeto Artes Visuais na Ciência).

Um vez controlada a pandemia da COVID-19, a pesquisadora do CONICET Andrea Gamarnik e colaboradores retomaram trabalhos paralisados, como o do vírus Zika, que em 2016 havia disparado todos os alarmes devido à sua rápida expansão e aos efeitos teve. Foi gerado principalmente em gestantes: ao atravessar a placenta, produz graves distúrbios neurológicos nos recém-nascidos, inclusive a microcefalia.

A equipe liderada por Gamarnik procurou entender o mecanismo pelo qual o genoma do vírus Zika produz certas pequenas moléculas de RNA durante a infecção, essenciais tanto para a multiplicação do vírus quanto para a evasão do sistema imunológico. O que faltou foi entender como, que é um conhecimento fundamental para o desenvolvimento de futuras vacinas ou tratamentos antivirais. Agora, eles publicaram a resposta na revista Nucleic Acid Research.

“Descobrimos que o vírus Zika evoluiu para produzir essas moléculas de RNA porque através delas desativa a resposta antiviral da célula, transformando uma proteína de defesa em outra que favorece a infecção. Ou seja, muda de lado”, disse Gamarnik, pesquisador do CONICET do Instituto de Pesquisas Bioquímicas de Buenos Aires (IIBBA, CONICET-FIL) e diretor do Laboratório de Virologia Molecular da Fundação Instituto Leloir (FIL).

Quando uma pessoa contrai um vírus como a dengue ou o zika, através da picada de um mosquito infectado, o vírus passa para a corrente sanguínea e deve entrar numa célula para se multiplicar. Nesse momento, a célula responde imediatamente ativando um sistema de alarme através da produção de uma proteína chamada interferon, que por sua vez desencadeia a produção de outras proteínas que visam destruir o invasor. Estabelece-se assim um campo de batalha, onde a célula ataca o vírus enquanto este utiliza a sua capacidade de desativar alertas, camuflar-se e passar despercebida.

Se a célula conseguir controlar o vírus, ela o elimina e acaba com a infecção. Mas se o vírus dominar a situação e conseguir se multiplicar, ele se espalhará para outras células e poderá causar sintomas e doenças.

“Neste novo trabalho mostramos que o vírus Zika produz pequenas moléculas de RNA para desativar o sistema interferon. E o fascinante do processo é como ele funciona”, disse Gamarnik, que dirigiu o estudo cujo primeiro autor é Horacio Pallarés, que concluiu seu doutorado no IIBBA com bolsa do CONICET.

“Descobrimos que essas moléculas de RNA ativam primeiro uma proteína chamada PKR, aliada do interferon, o que sugere que os alarmes serão ativados. Mas vimos que não. E essa proteína, que normalmente funciona como barragem para que os vírus não se multipliquem, no caso do zika começa a atuar a favor do vírus”, afirma o pesquisador do CONICET.

Pallarés, por sua vez, alertou: “O vírus Zika causou uma epidemia há alguns anos e embora não haja um alerta de saúde global agora, ainda existem surtos em diferentes partes do mundo. É por isso que é importante estudá-lo, pois compreender como ele neutraliza a resposta antiviral pode nos permitir estabelecer as bases para o desenvolvimento de antivirais e/ou pensar em formas inovadoras de controlá-lo”.

Horacio M. Pallarés, primeiro autor do trabalho. 

O material genético do vírus Zika consiste em uma única molécula de RNA muito longa, com cerca de 11 mil letras (bases), que são “lidas” para formar proteínas virais e produzir mais vírus. As pequenas moléculas de RNA geradas pelo Zika (como as da dengue) são chamadas de sfRNAs e são pequenos pedaços de uma das extremidades daquela longa molécula de RNA que se quebram e se acumulam nas células infectadas; Eles são um subproduto da infecção.

“Até recentemente, pensava-se que era um resíduo da infecção. Agora sabemos que são necessários para que o vírus tenha sucesso na batalha contra o sistema imunológico das células humanas”, destacou Gamarnik. Ele disse ainda que para o estudo desenharam em laboratório vírus geneticamente modificados, dos quais retiraram a possibilidade de produção de sfRNAs. E descobriram que eram impotentes contra o interferon: a célula os eliminava em pouco tempo. “Ou seja, encontramos um calcanhar de Aquiles do vírus ”, comemorou.

Embora existam muitos exemplos em que os vírus inativam as proteínas de defesa celular para infectar e se multiplicar, o mecanismo descrito no novo artigo é muito novo, uma vez que o vírus não inativa a proteína antiviral PKR, mas sim altera a sua função e transforma-a numa proteína. isso o ajuda a se multiplicar com mais eficiência. “Isso nos fala de um processo evolutivo em que o vírus se adaptou à célula e através de um processo de seleção natural ou darwiniana adquiriu a capacidade de usar o sistema imunológico em seu próprio benefício”, enfatizou o virologista.

Para saber como os sfRNAs fazem a proteína PKR atuar a favor do vírus, foi necessário utilizar metodologia e equipamentos complexos que não estavam disponíveis no país. Assim, Pallarés viajou alguns meses para os Estados Unidos, onde pôde realizar o estudo em colaboração com Ariel Bazzini, pesquisador argentino que concluiu sua tese de doutorado no INTA com bolsa do CONICET e hoje dirige um laboratório no Stowers Instituto no Kansas.

“Isso nos permitiu estudar o que aconteceu com todos os sRNAs da célula humana quando eles foram infectados por um vírus que produzia ou não sfRNAs. Depois de analisar milhões de moléculas de RNA celular nessas duas condições de infecção, descobrimos que o vírus Zika, através da ativação da PKR, bloqueia a maquinaria de fabricação de proteínas como o interferon, libertando-se assim dos sistemas de alarme que a célula quando está infectada com um vírus”, explicou Gamarnik.

Com os dados coletados e a validação dessas observações, os pesquisadores conseguiram descobrir o mecanismo do vírus Zika para infectar células humanas de forma eficiente, informação que é muito útil para pensar estratégias antivirais.

“O interessante é que como o vírus Zika pertence à mesma família de outros vírus transmitidos por mosquitos, chamados flavivírus, acreditamos que esse mecanismo que descobrimos pode ser extrapolado, entre outros, para aqueles que causam dengue e febre amarela”, ele adicionou.

Para Pallarés, este trabalho representa o culminar do seu trabalho de doutoramento, iniciado em 2016, quando eclodiu a epidemia de Zika e nada se sabia sobre a biologia do vírus. “A publicação resume e conclui todas as pesquisas que fiz nesses anos, por isso estou extremamente feliz por isso e porque também foca no estudo das doenças tropicais, transmitidas por mosquitos, que têm grande impacto na América Latina”, destacou. .

Dentro do grupo dos flavivírus, cerca de 50 podem causar doenças em humanos. Por isso, no laboratório de Gamarnik iniciaram um novo projeto que busca identificar o que eles têm em comum. O objetivo é ambicioso: desenvolver antivirais universais que funcionem para todos estes vírus.

Em nome da Fundação Instituto Leloir, María Mora González López Ledesma, Santiago Oviedo-Rouco, Guadalupe Costa Navarro, Ana J. Fernández-Alvarez e María Josefina D'Andreiz também participaram do artigo na Nucleic Acid Research. Os demais autores são: Luciana A. Castellano e Víctor Daniel Aldas-Bulos, do Stowers Institute for Medical Research, Kansas, Estados Unidos; e Diego E. Alvarez, do Instituto de Pesquisas em Biotecnologia da Universidade Nacional de San Martín.

Referência:

*Pallarés, H. M., González López Ledesma, M. M., Oviedo-Rouco, S., Castellano, L. A., Costa Navarro, G. S., Fernández-Alvarez, A. J., … & Gamarnik, A. V. (2024). Zika virus non-coding RNAs antagonize antiviral responses by PKR-mediated translational arrest. Nucleic Acids Research, gkae507. https://doi.org/10.1093/nar/gkae507