A forma complexa do vírus sincicial respiratório é um obstáculo que limita o desenvolvimento de tratamentos para uma infecção que leva à hospitalização ou pior para centenas de milhares de pessoas nos Estados Unidos todos os anos, de acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças. Novas imagens do vírus obtidas por pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison podem ser a chave para prevenir ou retardar infecções por RSV.
O VSR é de maior preocupação em crianças pequenas, idosos e adultos com alto risco de complicações respiratórias. No entanto, ao contrário da gripe e de outras doenças respiratórias transmissíveis comuns que assolam anualmente as escolas, existem poucas opções para combater o VSR. Nos EUA, estão disponíveis tratamentos profiláticos para crianças pequenas e as vacinas existentes são aprovadas apenas para mulheres grávidas e idosos.
A estrutura do vírus – que consiste em minúsculos filamentos curvos – escapou aos pesquisadores. Isto tornou difícil a identificação dos principais alvos dos medicamentos, incluindo componentes virais que são conservados em vírus relacionados.
“Existem vários vírus relacionados ao RSV que também são patógenos humanos significativos, incluindo o sarampo”, diz Elizabeth Wright, professora de bioquímica da UW-Madison. “O que sabemos sobre vírus relacionados nos dá pistas sobre as estruturas das proteínas do RSV, mas para identificar os alvos dos medicamentos precisamos de uma análise mais detalhada das proteínas do RSV que estão intimamente associadas às membranas das células hospedeiras”.
Usando uma técnica de imagem chamada tomografia crioeletrônica, Wright e sua equipe revelaram agora detalhes de moléculas e estruturas essenciais para a forma e função do RSV. Eles publicaram suas descobertas recentemente em Natureza.
Cryo-ET congela partículas virais ou outras moléculas em temperaturas ultrabaixas, interrompendo a ação dos processos biológicos. Isso permite que os pesquisadores examinem as estruturas de organismos, células e organelas e vírus e capturem imagens em pequena escala de estruturas congeladas no tempo. Congele rapidamente muitas partículas de RSV e a imagem crio-ET capturará (quase) todas as configurações possíveis do vírus de muitos ângulos diferentes. Estas imagens 2D são combinadas para produzir uma representação das estruturas 3D do vírus em altas resoluções – mesmo ao nível de átomos individuais.
O estudo recente de Wright produziu imagens de alta resolução detalhando a estrutura de duas proteínas do RSV, a proteína RSV M e a proteína RSV F, que são cruciais para a interação entre o vírus e a membrana da célula hospedeira. Ambas as proteínas também estão presentes em vírus relacionados.
A proteína M do RSV interage com as membranas das células hospedeiras, mantendo unida a estrutura filamentosa do vírus e coordenando os componentes virais e outras proteínas – incluindo as proteínas F do RSV. As proteínas F do RSV ficam na superfície viral, prontas para interagir com os receptores da célula hospedeira e regular a fusão e entrada do vírus na célula hospedeira. As imagens dos cientistas revelam que no RSV, duas proteínas F se unem para formar uma unidade mais estável. Wright diz que esta associação pode impedir que as proteínas F infectem prematuramente a célula hospedeira.
“Nossas descobertas primárias revelam detalhes estruturais que nos permitem compreender melhor não apenas como a proteína regula a montagem das partículas virais, mas também a coordenação das proteínas que permitem que o vírus seja infeccioso”, diz Wright.
Os cientistas acreditam que os pares de proteínas F podem ser a chave para desestabilizar o vírus antes que este esteja pronto para infectar o seu próximo hospedeiro, tornando os pares de proteínas F um possível alvo para o futuro desenvolvimento de medicamentos. Eles continuarão a explorar como as proteínas do RSV interagem entre si para causar infecção.
