O vírus COVID-19 interrompe a produção de proteínas:pesquisadora discute suas descobertas recentes
Crédito:Relatórios de Células (2024). DOI:10.1016/j.celrep.2024.113891 Apesar dos enormes avanços na nossa compreensão da COVID-19 nos últimos quatro anos, a doença ainda está presente entre nós – e ainda há muito a aprender.
Uma coisa sabemos:após a infecção, é fundamental que as nossas células produzam novas proteínas para se defenderem contra o vírus.
Mas Talya Yerlici, pesquisadora de pós-doutorado na Faculdade de Medicina Temerty da Universidade de Toronto, mostrou recentemente como o SARS-CoV-2 interrompe a fabricação de proteínas.
Ela é a primeira autora de um artigo detalhando o processo que foi publicado recentemente na revista Cell Reports .
A escritora Jenni Bozec conversou recentemente com Yerlici – que trabalha no laboratório do professor Karim Mekhail no departamento de medicina laboratorial e patobiologia – sobre as descobertas.
O que você descobriu sobre como a COVID-19 usa proteínas?
Uma das maneiras pelas quais o SARS-CoV-2 nos deixa doentes é usando uma estratégia chamada “desligamento do host”. Isto significa que, embora o vírus faça cópias de si mesmo, também retarda a produção de componentes vitais nas nossas células. Como resultado, nosso corpo demora mais para responder à infecção.
Quando o SARS-CoV-2 entra nas nossas células, interrompe o processo de produção de proteínas, que são essenciais para o correto funcionamento das nossas células. Uma proteína específica do SARS-CoV-2 chamada Nsp1 tem um papel crucial neste processo. Impede que os ribossomas, a maquinaria que produz as proteínas, façam o seu trabalho de forma eficaz. O vírus é como um sabotador inteligente dentro das nossas células, garantindo que as suas próprias necessidades são satisfeitas, ao mesmo tempo que perturba a capacidade das nossas células se defenderem.
Descobrimos que a Nsp1 é boa em bloquear a produção de novas proteínas pelos ribossomos, mas também interfere na produção de novos ribossomos. Com efeito, interrompe a produção de maquinaria e a capacidade de fabricar a própria maquinaria – um sério golpe duplo.
Fá-lo bloqueando a maturação ou processamento de moléculas de ARN especializadas necessárias para construir ribossomas. Isto acrescenta uma nova camada de complexidade à nossa compreensão da interferência do SARS-CoV-2 na célula hospedeira.
Como essa descoberta poderia impactar o tratamento de pessoas com COVID-19?
Com base na nossa investigação publicada, será crucial compreender como a Nsp1 funciona para impedir que diferentes tipos de células, tecidos e órgãos humanos produzam proteínas quando infectados com diferentes variantes do SARS-CoV-2 e coronavírus relacionados.
Os cientistas têm trabalhado para encontrar medicamentos de precisão que possam neutralizar a Nsp1 e ajudar a combater o vírus SARS-CoV-2 em constante evolução. Esses medicamentos visam ajudar as células infectadas a continuar produzindo proteínas e a construir uma resposta imunológica robusta ao lidar com a infecção. A investigação em curso sobre estes medicamentos deverá agora beneficiar de testes para determinar se podem impedir que a Nsp1 interfira tanto na produção como na função dos ribossomas, e isto deverá ajudar a encontrar medicamentos de precisão mais eficazes.
O que o atraiu para esta linha de pesquisa?
Este projeto começou devido às circunstâncias durante o bloqueio do COVID. Queríamos ajudar no combate à pandemia. No entanto, como não pude trabalhar fisicamente no laboratório, aproveitamos a oportunidade para analisar computacionalmente conjuntos de dados de sequenciamento de próxima geração em casa.
Observando os conjuntos de dados de sequenciamento de RNA publicados, percebemos que as células infectadas com SARS-CoV-2, em comparação com as células não infectadas, podem ter dificuldade em processar as moléculas de RNA necessárias para construir ribossomos. Através desta análise, juntamente com o Dr. Mekhail, desenvolvemos hipóteses e desenhamos o projeto.
Tive o privilégio de colaborar estreitamente com os talentosos membros do laboratório Mekhail, incluindo o grupo de Alexander Palazzo do departamento de bioquímica da Temerty Medicine e os laboratórios de Brian Raught e Razqallah Hakem no Princess Margaret Cancer Center (University Health Network).
Este trabalho não teria sido possível sem o esforço coletivo de nossa equipe e colaboradores, e sou grato por suas contribuições. Minhas responsabilidades incluíam a condução de numerosos experimentos práticos e análises de bioinformática, análise dos resultados e preparação do artigo para revisão por pares e publicação.
Quais foram os aspectos mais desafiadores e gratificantes deste projeto?
A parte mais desafiadora foi conduzir pesquisas durante uma pandemia global, que apresentou muitos obstáculos logísticos – desde rotinas laboratoriais interrompidas até limitações na coleta e uso de amostras infectadas com SARS-CoV-2.
Por outro lado, a oportunidade de contribuir para a nossa compreensão dos mecanismos virais do SARS-CoV-2 e lançar luz sobre potenciais alvos terapêuticos foi incrivelmente gratificante. Ver a nossa investigação culminar num artigo publicado e saber que ela poderá informar estratégias futuras de combate ao coronavírus é profundamente gratificante.
Quais são seus objetivos de longo prazo como cientista?
Como investigador independente em meu futuro laboratório, quero estudar como os complexos processos de produção de ribossomos afetam a defesa natural do corpo contra vírus. É uma área que considero atraente e apresenta amplas oportunidades para exploração adicional.
Uma abordagem na qual estou particularmente interessado é a integração do sequenciamento de RNA com CRISPR genético e triagens químicas de moléculas pequenas, visando estágios distintos da biogênese do ribossomo em diversas infecções ou condições que mimetizam infecções.
Estas abordagens integradas são promissoras para a descoberta de novos mecanismos subjacentes à regulação das respostas antivirais e devem ajudar-nos a encontrar formas inovadoras e impactantes de combater as infecções virais.
