Virologista molecular Chad Petit, Ph.D., usa ciência básica para combater a gripe - por meio de experimentos em nível atômico.

Isso inclui um vírus mortal da gripe aviária na China, chamado de vírus da gripe aviária H7N9. Desde 2013, H7N9 infectou 1, 625 pessoas, matando 623. Embora não seja altamente contagioso para humanos, apenas três mutações podem mudar isso, transformando H7N9 na temida Doença X, o termo que os especialistas em saúde usam para designar a próxima causa desconhecida de uma epidemia mundial.

Em pesquisas para melhorar as terapias da gripe contra o H7N9 e outras cepas da gripe, Petit e seus colegas da Universidade do Alabama em Birmingham detalharam o local de ligação e o mecanismo de inibição para dois inibidores experimentais de moléculas pequenas do vírus da gripe. Seu relatório é publicado no Journal of Biological Chemistry .

Os dois inibidores experimentais estudados por Petit, um professor assistente de bioquímica e genética molecular da UAB, são pequenas moléculas cujo mecanismo de ação preciso era desconhecido. Os inibidores têm como alvo a função de uma proteína chave da gripe chamada NS1, que tem múltiplas funções para bloquear a resposta imune do corpo durante a infecção por influenza. Assim, NS1 é essencial para a sobrevivência e adaptabilidade do vírus influenza.

Petit e colegas usaram ressonância magnética nuclear, ou NMR, espectroscopia para sondar as interações dos inibidores com NS1. Eles primeiro mostraram que os inibidores - chamados A9 e A22 - interagiam com apenas um dos dois domínios dobrados de forma independente de NS1, o domínio efetor NS1.

Os pesquisadores notaram que as estruturas de ambos os inibidores de moléculas pequenas eram muito semelhantes a um fragmento de uma proteína hospedeira chamada CPSF30, que o domínio efetor NS1 se liga para causar um curto-circuito na resposta imunológica do corpo. Portanto, os pesquisadores levantaram a hipótese de que A9 e A22 bloqueiam a replicação do vírus da influenza e bloqueiam a função NS1 interferindo na interação entre o domínio efetor NS1 e o CPSF30.

Os dados de NMR revelaram os aminoácidos específicos do domínio efetor NS1 que estão envolvidos na ligação do inibidor. Os pesquisadores - usando duas proteínas NS1 significativamente diferentes de cepas distintas de influenza, incluindo a cepa H7N9 - mostrou que sequências semelhantes de aminoácidos nas duas proteínas NS1 estavam envolvidas na ligação do inibidor.

A proteína NS1 da gripe "espanhola" de 1918

Além do H7N9 NS1 chinês, a outra proteína NS1 testada foi o domínio efetor NS1 da gripe "espanhola" de 1918, que infectou um terço da população mundial há um século e matou de 50 a 100 milhões de pessoas.

Os pesquisadores da UAB então usaram cristalografia de raios-X, liderado pelo professor assistente de microbiologia da UAB, Todd Green, Ph.D., para determinar a estrutura tridimensional do domínio efetor NS1 da gripe "espanhola" de 1918. Isso permitiu que eles mapeassem o local de ligação A9 / A22 naquela estrutura, que confirmou sua hipótese - A9 e A22 interagem com o bolso hidrofóbico do domínio efetor NS1 que é conhecido por se ligar à proteína hospedeira CPSF30.

Os dados de cristalografia também mostraram que o domínio efetor NS1 é capaz de dimerizar, usando uma interface diferente de dois outros dímeros conhecidos do domínio efetor NS1. O significado biológico desta nova forma de dímero é desconhecido.

"Completamente, nossos resultados fornecem fortes evidências para o mecanismo de ação de dois compostos anti-influenza que têm como alvo NS1, e as descobertas contribuem com percepções estruturais significativas em NS1 que esperamos que promovam e informem o desenvolvimento e a otimização de terapias contra influenza com base em A9 e A22, "Petit disse.

A necessidade de novos compostos antivirais é grande. Cada ano, cepas de influenza matam 250, 000 a 500, 000 pessoas em todo o mundo, e o vírus é conhecido por mudanças rápidas para produzir cepas pandêmicas contra as quais poucas pessoas têm imunidade. A resistência viral limitou a eficácia de vários compostos antivirais anteriores que foram desenvolvidos para tratar a gripe.