Os norovírus humanos causam gastroenterite aguda, um problema de saúde global para o qual não existem vacinas ou medicamentos antivirais. Embora a maioria dos pacientes saudáveis ​​recupere completamente da infecção, o norovírus pode ser fatal em crianças, idosos e pessoas com doenças subjacentes. As estimativas indicam que os norovírus humanos causam aproximadamente 684 milhões de doenças e 212.000 mortes anualmente.



"Os norovírus humanos são altamente diversos", disse o primeiro autor, Dr. Wilhelm Salmen, um estudante de pós-graduação no laboratório do Dr. BV Venkataram Prasad enquanto trabalhava neste projeto e atualmente é pós-doutorado na Universidade de Michigan. "Os norovírus são categorizados em dez grupos, dos quais os grupos GI, GII, GIV, GVIII e GIX infectam humanos. Os vírus do subgrupo GII.4 são os mais predominantes nas populações humanas."

Os norovírus também são conhecidos por dar origem periodicamente a novas variantes, particularmente as do norovírus GII.4, que podem escapar à resposta imunitária que o corpo desenvolveu contra variantes anteriores, como fazem alguns vírus da gripe e coronavírus. A diversidade de grupos de norovírus e o surgimento recorrente de novas variantes são alguns dos factores que desafiam o desenvolvimento de abordagens preventivas e terapêuticas eficazes para controlar esta grave doença.

No estudo atual publicado na revista Nature Communications , Salmen, Prasad e seus colegas investigaram uma nova estratégia para neutralizar os norovírus humanos. Eles testaram se pequenos anticorpos produzidos por lhamas, chamados nanocorpos, poderiam neutralizar efetivamente a infecção por norovírus humano em laboratório.

As descobertas inesperadas revelam que os nanocorpos poderiam ser desenvolvidos como um agente terapêutico contra o norovírus humano.

Nanocorpos de lhama podem dar vantagem

Lhamas e animais relacionados, como camelos e alpacas, produzem anticorpos para proteção contra doenças, assim como as pessoas. No entanto, em comparação com os anticorpos humanos, as lhamas têm cerca de um décimo do tamanho dos anticorpos humanos. Os nanocorpos do Llama foram desenvolvidos contra vírus como os que causam hepatite B, gripe, imunodeficiência humana, poliomielite e outras doenças.

"Nossos colaboradores da Argentina, Dra. Marina Bok e Dra. Viviana Parreño do Instituto de Virologia e Inovação Tecnológica, prepararam nanocorpos de lhamas que foram inoculadas com partículas humanas semelhantes ao norovírus de diferentes cepas", disse Salmen. “Trabalhamos com um nanocorpo chamado M4, que se ligou à cepa predominante GII.4, testando sua capacidade de neutralizar diferentes cepas de norovírus, ou seja, de evitar que infectassem células humanas”.

Os pesquisadores testaram a capacidade dos nanocorpos de impedir que vírus vivos infectassem organoides intestinais humanos ou mini-intestinos cultivados em laboratório. Mini intestinos são modelos de células intestinais humanas, representando de perto o tecido real do intestino delgado e suas funções, que permitem aos cientistas estudar como funcionam os norovírus e testar possíveis terapias.

"Foi realmente inesperado ver que o nanocorpo M4 não apenas interagiu e neutralizou a cepa pandêmica GII.4 atualmente em circulação, mas também suas variantes mais antigas", disse Prasad, Alvin Romansky Chair em Bioquímica e professor do Departamento de Bioquímica Verna e Marrs McLean. e Farmacologia Molecular e o Departamento de Virologia Molecular e Microbiologia de Baylor.

Ele também é membro do Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center de Baylor e autor correspondente do trabalho.

Os pesquisadores usaram cristalografia e outras técnicas para observar atentamente as interações entre nanocorpos e norovírus para tentar entender como o nanocorpo M4 reconhece e neutraliza uma variedade de norovírus quando esperavam que reconheceria apenas a cepa GII.4 usada para gerar o M4.

“Descobrimos que esta pequena nanocorpo pode reconhecer uma parte do norovírus que todos os diferentes norovírus que testamos têm em comum”, disse Salmen.

Partículas de norovírus:uma estrutura dinâmica

A equipe descobriu que o nanocorpo M4 reconheceu uma bolsa escondida nas partículas de norovírus que seria exposta apenas quando as partículas sofressem uma mudança estrutural. “O pensamento tradicional é que as partículas virais estão num estado compacto muito estável, mas na realidade, estas partículas ‘respiram’ consideravelmente”, disse Salmen. “Estudos recentes mostraram que a estrutura das partículas de norovírus é dinâmica, alternando entre uma conformação em repouso ou compacta e uma conformação elevada”.

“Acreditamos que o estado elevado é importante para que o vírus se ligue às células e as infecte”, disse Prasad. “Também pensamos que quando as partículas virais estão no estado elevado, a bolsa oculta fica exposta e disponível para a nanocorpo se ligar a ela e, agindo como uma cunha, manter a partícula num estado elevado e potencialmente instável, evitando-a. de voltar ao estado de repouso compacto e mais estável."

“Nossas descobertas sugerem que prender as partículas virais em um estado elevado e instável desmonta as partículas, o que mata o vírus. Isso efetivamente interromperia a infecção, pois bloquearia a cadeia de transmissão, evitando que o vírus se espalhasse de célula para célula”, disse Salmen. .

"Este estudo também é notável por confirmar que o norovírus humano deve mudar sua confirmação 3D, de compacto para elevado, para infectar pessoas", disse a coautora Dra. Mary Estes, Distinguished Service Professor of Virology and Microbiology e Cullen Foundation Endowed Chair da Cullen Foundation. Baylor. Ela também é membro do Dan L Duncan Comprehensive Cancer Center de Baylor. “Além disso, este trabalho revela a importância de considerar a dinâmica das partículas virais ao projetar vacinas”.

Mais informações: Wilhelm Salmen et al, Um único nanocorpo neutraliza múltiplos norovírus humanos em evolução de época, modulando a plasticidade do capsídeo, Nature Communications (2023). DOI:10.1038/s41467-023-42146-0
Informações do diário: Comunicações da Natureza

Fornecido por Baylor College of Medicine