Uma pequena mutação pode explicar como os vírus dos morcegos se tornam ameaças humanas

Agora, uma equipe de pesquisadores do UCSF Quantitative Biosciences Institute (QBI), da Icahn School of Medicine no Mount Sinai, do Institut Pasteur e do Fred Hutchinson Cancer Center identificou uma diferença genética notavelmente pequena que pode ajudar a explicar como alguns vírus animais se adaptam aos humanos e causam doenças graves.

Suas descobertas, publicadas em Hospedeiro celular e micróbiomostram que a alteração de apenas um aminoácido numa proteína do coronavírus pode alterar a forma como o vírus interage com o sistema imunitário dos morcegos e dos humanos, levando a respostas muito diferentes à infecção.

Pequena mudança genética, grandes efeitos biológicos

Para investigar o processo, os pesquisadores compararam o SARS-CoV-2 com o RaTG13, um coronavírus intimamente relacionado que infecta morcegos, mas não se sabe que infecta humanos.

A equipe examinou como cada vírus interagia com proteínas imunológicas em células pulmonares humanas e de morcegos. O trabalho foi possível graças à primeira linhagem de células pulmonares cultivadas em laboratório e desenvolvidas a partir do morcego-ferradura.

Uma proteína viral, conhecida como OrfB9, destacou-se como particularmente importante. Embora as versões SARS-CoV-2 e RaTG13 do OrfB9 sejam quase idênticas, elas diferem em apenas um aminoácido entre cerca de 100 aminoácidos na proteína.

Diferentes respostas em células humanas e de morcegos

Essa pequena diferença produziu efeitos surpreendentemente diferentes.

Nas células pulmonares humanas, a versão SARS-CoV-2 do OrfB9 desligou um importante sistema de alarme imunológico, permitindo que o vírus se replicasse de forma mais eficaz.

Nas células pulmonares de morcego, entretanto, a versão RaTG13 ativou uma proteína imunológica que ajudou a manter o vírus sob controle.

As descobertas sugerem que mesmo alterações genéticas extremamente pequenas podem influenciar se um vírus permanece confinado ao seu hospedeiro animal natural ou ganha a capacidade de prosperar em humanos.

“A diferença entre um vírus que permanece nos morcegos e outro que se espalha para os humanos e causa doenças catastróficas pode resumir-se a alterações genéticas notavelmente pequenas”, disse Nevan J. Krogan, PhD, diretor do QBI e autor sênior do estudo. “Ao mapear estas interacções ao nível das proteínas – entre dois vírus e duas espécies – podemos ler as assinaturas moleculares que prevêem o risco de propagação. É o tipo de sistema de alerta precoce de que o mundo necessita.”

Compreendendo os riscos de repercussão futuros

A pesquisa fornece novos insights sobre as mudanças moleculares que podem ajudar os vírus animais a se adaptarem aos hospedeiros humanos. Ao identificar interações proteicas específicas ligadas a eventos de repercussão, os cientistas poderão ser capazes de reconhecer melhor os vírus com potencial para saltar entre espécies antes de desencadearem futuros surtos.

Autores: Os autores da UCSF são Jyoti Batra, PhD; Yuan Zhou, MS; Rithika Adavikolanu; Durga Anand; Sooraj Verma; Martin Gordon, MS; Shivali Malpotra, MS; Jack M. Moen, PhD; Ajda Rojc, MS; Atoshi Banerjee, PhD; Sourobh Maji, PhD; Monita Muralidharan, PhD; Helene Foussard, PhD; Irene P. Chen, PhD; CJ San Felipe, PhD; Lorena Zuliani-Alvarez, PhD; Promiseree Choudhury, PhD; Kirsten Obernier, PhD; Rahul Suryawanshi, PhD; Taha Y. Taha, PhD, PharmD; Kliment A. Verba, PhD; James S. Fraser, PhD; Robert M. Stroud, PhD, MA; Melanie Ott, MD, PhD; Ben Polacco, PhD; Danielle L. Swaney, PhD; Ignacia Echeverría, PhD; e Manon Eckhardt, PhD. Para todos os autores, consulte o artigo.

Financiamento: Institutos Nacionais de Saúde (U19AI135990, U19AI135972, U54AI170792, F31AI164671-01, G20AI174733, UL1TR004419, S10OD026880, S10OD030463); Instituto Médico Howard Hughes; Fundo de Caridade James B. Pendleton; Fundação Roddenberry; P. e E. Taft; Institutos Gladstone; Subsídios Rápidos; Instituto de Genômica Inovadora; Chan Zuckerberg Biohub – São Francisco; ANR EmerCoV AAP CE35.