Os vírus influenza A, que são responsáveis ​​por pandemias mortais no passado, ainda continua sendo um grande problema de saúde pública global hoje. Moléculas conhecidas como fatores de virulência são produzidas por bactérias, vírus, e fungos para ajudá-los a infectar as células hospedeiras. Um dos fatores de virulência encontrados nos vírus influenza A é a hemaglutinina (HA). Pesquisadores da Universidade de Kanazawa estudaram recentemente a estrutura do HA do vírus da gripe aviária, H5N1, usando microscopia de força atômica de alta velocidade (HS-AFM). Suas descobertas são essenciais para o desenvolvimento de abordagens terapêuticas contra os vírus influenza A no futuro.

HA é inicialmente sintetizado por células hospedeiras em sua forma precursora conhecida como HA0. A conversão de HA0 em HA depende da patogenicidade dos vírus influenza A:conversão extracelular para vírus influenza A de baixa patogenicidade e conversão intracelular para vírus influenza A altamente patogênicos. Portanto, compreender a estrutura e as propriedades do HA0 é fundamental para decifrar o HA. Richard Wong e sua equipe de pesquisa procuraram então examinar o HA0 sob o microscópio. A proteína HA0 recombinante do H5N1 foi analisada visualmente pelo sistema HS-AFM desenvolvido pela Kanazawa University.

Ambos HA0 e HA existem em formas homotriméricas e a conversão de HA0 em HA não modifica significativamente a estrutura homotrimérica. Portanto, é razoável usar HA como modelo para gerar imagens de simulação HA0 HS-AFM. Um ambiente endossômico ácido é o fator crítico para HA induzir a fusão entre a membrana viral e a membrana endossômica, a fim de liberar materiais virais nas células hospedeiras. Para elucidar o efeito ácido sobre HA0, foi primeiro exposto a um ambiente ácido. O trímero de HA0 revelou-se muito sensível à solução ácida e expandiu-se consideravelmente. Quando as mudanças conformacionais da hemaglutinina foram medidas em tempo real usando HS-AFM, a equipe descobriu que sua área era maior, e sua altura mais curta. O ambiente ácido essencialmente tornou a molécula mais plana e circular, em comparação com sua contraparte original. Esta mudança na conformação foi, Contudo, reversível, pois a estrutura voltou à sua forma original após a neutralização.

Este estudo abriu o caminho para a investigação de eventos biológicos dentro dos vírus em tempo real. Os autores afirmam a importância do HS-AFM para esta pesquisa:"Nosso trabalho piloto estabelece o HS-AFM como uma ferramenta inimitável para estudar diretamente a dinâmica da proteína viral, que são difíceis de capturar com técnicas de baixo sinal-ruído que dependem da média do conjunto, como cyro-EM e cristalografia de raios-X, "diz o autor principal do estudo, Dr. Kee Siang Lim." Com alta velocidade de digitalização e um cantilever minimamente invasivo, prevemos que HS-AFM é viável para revelar o fluxo de mudanças conformacionais irreversíveis de HA2 induzidas por baixo pH, que está imitando os verdadeiros eventos biológicos que ocorrem quando HA entra em um endossomo hospedeiro, em estudo futuro. "