Saúde

O Rotavirus VP3 éuma ma¡quina de nivelamento exclusiva
As descobertas abrem oportunidades para projetar medicamentos antivirais para combater a infeca§a£o por rotava­rus, a causa mais comum de diarranãia em criana§as em todo o mundo
Por Graciela Gutierrez - 16/04/2020


Essa imagem de 1981, microsca³pica eletra´nica de transmissão digitalizada (TEM),
colorida digitalmente, revelou algumas das morfologias ultraestruturais de vários r
otava­rus intactos, parta­culas de casca dupla. Crédito: CDC / Bryon Skinner

Depois de iludir os pesquisadores por mais de 30 anos, a protea­na VP3 do rotava­rus finalmente revelou sua estrutura e função únicas a uma equipe liderada por cientistas da Baylor College of Medicine. Os pesquisadores descobriram que o VP3 consiste em quatro ma³dulos moleculares que integram exclusivamente cinco atividades enzima¡ticas necessa¡rias para captar o RNA mensageiro (mRNA), um processo essencial para a sa­ntese de protea­nas virais e para evitar a resposta imune do hospedeiro.

Os pesquisadores relatam na revista Science Advances que, além de duas atividades enzima¡ticas conhecidas anteriormente, o VP3 apresenta mais duas atividades imprevistas, permitindo que essa ma¡quina de capeamento desempenhe uma função essencial para a replicação viral . As descobertas abrem oportunidades para projetar medicamentos antivirais para combater a infecção por rotava­rus, a causa mais comum de diarranãia em criana§as em todo o mundo, resultando em aproximadamente 200.000 mortes anualmente.

"Os va­rus não podem se replicar por si mesmos. Eles assumem o maquina¡rio das células que infectam para produzirpartículas virais", disse o co-autor Dr. BV Venkataram Prasad, professor e presidente do Departamento de Bioquímica de Verna e Marrs McLean, Alvin Romansky. Biologia Molecular e professora de virologia molecular e microbiologia na Baylor.

Uma das estratanãgias utilizadas pelos va­rus para aumentar o número de células invadidas envolve a captura ou a preparação de mRNA viral, de modo a imitar o mRNA limitado das células hospedeiras. O capeamento de mRNA éum passo essencial para envolver o maquina¡rio celular que sintetiza protea­nas. Imitar o nivelamento da canãlula permite que o va­rus assuma o controle do maquina¡rio do hospedeiro para produzir protea­nas virais.

Va¡rios va­rus usam essa estratanãgia, mas de maneiras diferentes. No caso do rotava­rus, sabia-se que a protea­na viral VP3 estava envolvida no capeamento, mas por mais de três décadas a determinação da estrutura do VP3 e a compreensão de como ele executou o capeamento de mRNA foram um desafio.

A protea­na Rotavirus VP3 éuma ma¡quina exclusiva de tampar

"Combinando microscopia crioeletra´nica , cristalografia de raios-X e ensaios bioquí­micos, descobrimos que o VP3 possui todas as atividades enzima¡ticas necessa¡rias para efetivamente limitar o mRNA do rotava­rus. Tambanãm descobrimos que, ao contra¡rio do que foi visto em muitos va­rus que possuem protea­nas individuais para a cada atividade enzima¡tica, o rotava­rus integra todas as atividades enzima¡ticas como ma³dulos em uma protea­na, VP3 ", disse o primeiro autor, Dr. Dilip Kumar, pa³s-doutorado no laboratório da Prasad.

"O que diferencia o rotava­rus da maioria dos outros va­rus éque o capeamento ocorre dentro dos limites estreitos do capsa­deo viral, a concha protanãica do va­rus, que fica dentro da canãlula. Depois que o capeamento éconclua­do, o mRNA viral sai do capsa­deo atravanãs dos canais e entra o citoplasma da canãlula, onde se engata a protea­na -Tornando ma¡quinas para produzir protea­nas virais ", disse o co-autor Dr. Mary K. Estes, Cullen Fundação cadeira dotada e distinto professor Servia§o de virologia molecular e de microbiologia do Baylor.

"Resolver esse quebra-cabea§a foi muito emocionante", disse Kumar. "Conseguimos isolar o VP3 e seus ma³dulos e mostrar que eles se auto-agrupam em uma molanãcula esta¡vel capaz de captar pelo menos dois mRNAs simultaneamente, tornando o processo eficiente".

Cruciais para este trabalho foram as colaborações com o Dr. Zhao Wang, professor assistente do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular de Verna e Marrs McLean e co-diretor do CryoEM Core em Baylor, e seu colega de pa³s-doutorado, Dr. Xinzhe Yu, bem como o Dr. Sue Crawford, professora assistente de virologia molecular e microbiologia para ensaios enzima¡ticos e funcionais, e a Dra. Liya Hu, professora assistente do Departamento de Bioquímica e Biologia Molecular de Verna e Marrs McLean, para a modelagem de dados crio-EM.

Pra³ximos passos

Conhecer a estrutura do VP3 e como ele funciona oferece a oportunidade de projetar medicamentos antivirais para prevenir ou tratar a infecção por rotava­rus. Além disso, torna possí­vel investigar melhor o papel do VP3 na replicação do rotava­rus e como ele interfere na resposta imune do hospedeiro.

"Por quase 30 anos, meu laboratório e o dr. Estes colaboraram para desvendar a complexa estrutura do rotava­rus e entender melhor como ele funciona", disse Prasad. "Determinar a estrutura e a função do VP3 éum marco importante que abre novas portas para continuar nossa colaboração".

 

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