Desde o início da pandemia de COVID-19, imagens do coronavírus, SARS-CoV-2, ficaram gravadas em nossas mentes. Mas a maneira como imaginamos o vírus, normalmente como uma esfera com picos, não é estritamente precisa. Imagens de microscópio de tecidos infectados revelaram que as partículas de coronavírus são na verdade elipsoidais, exibindo uma grande variedade de formas achatadas e alongadas.
Agora, uma equipe de pesquisa global, incluindo cientistas da Queen's University, no Canadá, e do Instituto de Ciência e Tecnologia de Okinawa (OIST), no Japão, modelou como as diferentes formas elípticas afetam a maneira como essas partículas virais giram dentro dos fluidos, impactando a facilidade com que o vírus pode ser transmitido. O estudo foi publicado recentemente em Physics of Fluids .

“Quando as partículas de coronavírus são inaladas, essas partículas se movem dentro das passagens no nariz e nos pulmões”, disse o professor Eliot Fried, que lidera a Unidade de Mecânica e Materiais da OIST. "Estamos interessados ​​em estudar até que ponto eles são móveis nesses ambientes."

O tipo específico de movimento que os cientistas modelaram é conhecido como difusividade rotacional, que determina a taxa na qual as partículas giram à medida que se movem através do fluido (no caso do coronavírus, gotículas de saliva). Partículas que são mais suaves e mais hidrodinâmicas encontram menos resistência ao arrasto do fluido e giram mais rápido. Para partículas de coronavírus, essa velocidade de rotação afeta o quão bem o vírus pode se conectar e infectar as células.

"Se as partículas girarem demais, elas podem não gastar tempo suficiente interagindo com a célula para infectá-la, e se girarem muito pouco, elas podem não ser capazes de interagir da maneira necessária", explicou o Prof. Fried.

No estudo, os cientistas modelaram elipsóides de revolução tanto prolatos quanto oblatos. Essas formas diferem das esferas (que possuem três eixos de comprimento idêntico) em apenas um de seus eixos, com as formas alongadas tendo um eixo mais longo, enquanto as formas oblatas têm um eixo mais curto. Levadas ao extremo, as formas alongadas se alongam em formas semelhantes a hastes, enquanto as formas oblatas se esmagam em formas semelhantes a moedas. Mas para partículas de coronavírus, as diferenças são mais sutis.

Os cientistas também tornaram o modelo ainda mais realista, adicionando as proteínas spike na superfície dos elipsóides. Pesquisas anteriores da Queen's University e do OIST mostraram que a presença de proteínas de pico em forma triangular reduz a velocidade com que as partículas de coronavírus giram, aumentando potencialmente sua capacidade de infectar células.

Aqui, os cientistas modelaram as proteínas spike de uma maneira mais simples – com cada proteína spike representada por uma única esfera na superfície dos elipsóides.

"Depois descobrimos o arranjo dos picos na superfície de cada forma elipsoidal, assumindo que todos contêm a mesma carga", explicou o Dr. Vikash Chaurasia, pesquisador de pós-doutorado na Unidade de Mecânica e Materiais OIST. "Pontos com cargas idênticas se repelem e preferem ficar o mais longe possível. Assim, eles acabam distribuídos uniformemente pela partícula de forma a minimizar essa repulsão."

Em seu modelo, os pesquisadores descobriram que quanto mais uma partícula difere de uma forma esférica, mais lenta ela gira. Isso pode significar que as partículas são mais capazes de se alinhar e se ligar às células.

O modelo ainda é simplista, reconhecem os pesquisadores, mas nos aproxima um passo da compreensão das propriedades de transporte do coronavírus e pode ajudar a identificar um dos fatores-chave para seu sucesso infeccioso. + Explorar mais

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