p Os vírus - pequenos parasitas causadores de doenças que podem infectar todos os tipos de formas de vida - foram bem estudados, mas muitos mistérios perduram. Um desses mistérios é como um vírus esférico contorna as barreiras de energia para formar conchas simétricas. p Uma equipe de pesquisa liderada pela física Roya Zandi da Universidade da Califórnia, Riverside, fez progressos para resolver este mistério. A equipe relata em um artigo publicado em ACS Nano que uma interação de energias no nível molecular torna possível a formação de uma concha.

p Compreender os fatores que contribuem para a montagem viral pode permitir tentativas biomédicas de bloquear a replicação e a infecção viral. Uma melhor compreensão de como as conchas virais - os nano-recipientes da natureza - se formam é de vital importância para os cientistas materiais e um passo crucial no projeto de nano-conchas projetadas que podem servir como veículos para a entrega de drogas a alvos específicos no corpo.

p A equipe de Zandi explorou o papel da concentração de proteínas e da energia elástica na auto-organização das proteínas na superfície curva da concha para entender como um vírus contorna muitas barreiras de energia.

p "Compreendendo o efeito combinado da energia elástica, interação genoma-proteína, e a concentração de proteína na montagem viral constitui o avanço do nosso trabalho, "disse Zandi, professor do Departamento de Física e Astronomia. "Nosso estudo mostra que, se uma casca confusa se formar devido à alta concentração de proteína ou forte interação atrativa, então, conforme a casca cresce, o custo da energia elástica torna-se tão alto que várias ligações podem ser quebradas, resultando na desmontagem e subsequente remontagem de uma casca simétrica. "

p O que é um vírus?

p O objeto físico mais simples da biologia, um vírus consiste em uma casca de proteína chamada capsídeo, que protege seu genoma de ácido nucléico - RNA ou DNA. Os vírus podem ser considerados recipientes móveis de RNA ou DNA que inserem seu material genético nas células vivas. Eles então assumem o controle da maquinaria reprodutiva das células para reproduzir seu próprio genoma e capsídeo.

p A formação do capsídeo é uma das etapas mais importantes no processo de infecção viral. O capsídeo pode ser cilíndrico ou cônico em forma, mas mais comumente assume uma estrutura icosaédrica, como uma bola de futebol.

p Um icosaedro é uma estrutura geométrica com 12 vértices, 20 faces, e 30 lados. Uma bola de futebol oficial é uma espécie de icosaedro chamado icosaedro truncado; tem 32 painéis cortados na forma de 20 hexágonos e 12 pentágonos, com os pentágonos separados uns dos outros por hexágonos.

p A montagem viral não é bem compreendida porque os vírus são muito pequenos, medindo em nanômetros, um nanômetro é um bilionésimo de um metro. A montagem também acontece muito rapidamente, normalmente em milissegundos, um milissegundo sendo um milésimo de segundo. Trabalho teórico e simulações são necessários para entender como um vírus cresce.

p "Uma concha viral é altamente simétrica, "Zandi disse." Se um defeito pentagonal se formar no local errado, ele quebra a simetria. Apesar dessa sensibilidade, cascas virais são freqüentemente montadas em estruturas simétricas bem definidas. "

p Nano veículos

p Zandi explicou que devido à falta de dados experimentais, o processo de montagem do vírus não é bem compreendido. O novo trabalho descobriu que as propriedades elásticas das proteínas do capsídeo e a interação atrativa entre elas andam de mãos dadas para formar configurações altamente simétricas que são energeticamente muito estáveis.

p "Ajustando esses parâmetros, podemos controlar a estrutura final e a estabilidade dos capsídeos virais, "disse ela." Esses capsídeos virais podem ser usados ​​como nano-contêineres para o transporte de drogas como carga para alvos específicos. O que os torna altamente promissores para fins de entrega de drogas e genes é que eles são estáveis, têm uma alta eficiência de absorção, e têm baixa toxicidade. "

p Já, alguns grupos experimentais estão trabalhando com empresas farmacêuticas para desenvolver drogas que interferem ou bloqueiam a montagem viral. Seu laboratório está trabalhando com colaboradores internacionais para projetar simulações para entender melhor a montagem de vírus.

p "Compreender os fatores que afetam a estabilidade das estruturas virais finais pode tornar os processos de entrega de drogas mais controláveis, " ela disse.