O pesquisador médico da UNSW, Dr. David Jacques, e sua equipe descobriram como o vírus da imunodeficiência humana (HIV) rompe o núcleo da célula para estabelecer a infecção, uma descoberta que tem implicações além da biologia do HIV.

Para infectar as células, o VIH deve entrar na célula-alvo e seguir até ao núcleo, no centro da célula, onde podem ser produzidas cópias suficientes do seu código genético para infectar outras células.

Para completar esta missão com segurança, o vírus constrói uma capa proteica protetora – um capsídeo – para se proteger das defesas imunológicas do hospedeiro destinadas a destruí-lo. Até agora, permaneceu um mistério exatamente como todo o capsídeo se move através dos poros embutidos no envelope nuclear para entrar no núcleo.

Mas a nova investigação publicada hoje na Nature revela como a cápside do VIH entra no canal da barreira dos poros nucleares.

“O complexo de poros nucleares é composto por uma combinação de proteínas”, disse o autor sênior do estudo, Dr. Jacques, da Escola de Ciências Biomédicas da UNSW.

"Enquanto pequenas moléculas entram e saem do núcleo através do complexo de poros nucleares, o tráfego é restrito para cargas volumosas. Proteínas maiores precisam estar ligadas a transportadores nucleares - proteínas acompanhantes - que as transportam através da porta molecular de múltiplas camadas."

A cápside do VIH, apesar de ser mil vezes maior que o tamanho das moléculas que filtram através das camadas de barreira, poderia passar para os canais de transporte nuclear sem acompanhantes, mostrou a equipa do Dr. Jacques.

As proteínas acompanhantes – também chamadas de carioferinas – interagem com as proteínas no meio do complexo do poro nuclear de uma forma que lhes permite mover-se com sua carga útil para cada camada sucessiva da porta molecular. Estruturas volumosas sem acompanhantes são excluídas deste portal porque são incapazes de se conectar com as proteínas guardiãs no poro nuclear.

A cápside do VIH, contudo, evoluiu para interagir com as proteínas de barreira da mesma forma que as proteínas chaperonas do hospedeiro.

"Uma das teorias neste campo é que o VIH sequestra um acompanhante hospedeiro para obter acesso ao núcleo. Mas os nossos resultados mostram que o VIH não precisa de um acompanhante porque é o seu próprio acompanhante. É como se a cápside viral tivesse aprendido o segredo aperto de mão seja permitido em uma área restrita, imitando os acompanhantes", disse o Dr. Jacques.

"As pessoas fizeram suposições sobre como o capsídeo poderia ultrapassar a barreira seletiva. Nosso trabalho está realmente começando a abordar isso diretamente, e para mim isso é emocionante", disse a Dra. Claire Dickson, coautora do estudo.

As descobertas foram possibilitadas por um método de molécula única desenvolvido anteriormente pela equipe, que lhes permitiu rastrear sistematicamente proteínas do complexo de poros nucleares para identificar aquelas que interagiam com o capsídeo intacto do HIV.

O Dr. Jacques está particularmente entusiasmado em reunir o conhecimento coletivo de sua equipe multidisciplinar na Austrália e no Reino Unido e a infraestrutura crucial disponível na UNSW.

"A única maneira de entregar este projeto foi aproveitando o Centro Analítico Mark Wainwright da UNSW e a experiência que eles trouxeram através da variedade de diferentes tecnologias e métodos que precisávamos, incluindo produção de proteínas, biologia estrutural, imagens de super-resolução e microscopia eletrônica", disse ele.

"Estou muito orgulhoso de ter conseguido superar alguns desafios importantes com este projeto, de causar um impacto significativo no campo da investigação sobre o VIH, ajudando a uma melhor compreensão deste processo", disse a coautora Dra. Sophie Hertel.

A compreensão molecular obtida neste estudo sobre as interacções hospedeiro-agente patogênico, acreditam os autores, vai além da descoberta de detalhes do ciclo de vida do VIH. Este conhecimento mecanicista também pode ser explorado para outras aplicações, incluindo terapia genética.

“O VIH é um dos agentes patogênicos mais estudados, mas ainda temos muito que podemos aprender com ele. Há algo de especial no VIH: pode penetrar no núcleo sem danificá-lo ou sem precisar de esperar que a célula se divida como outros vírus. Nossas observações nos dão uma visão que nos permite pensar sobre como entregamos a carga ao núcleo ”, disse o Dr.