Uma molanãcula conhecida como ACE2 fica como uma maa§aneta nasuperfÍcie externa das células que revestem os pulmaµes. Desde janeiro de 2020, os pesquisadores sabem que o SARS-CoV-2, o novo coronava­rus que causa o COVID-19, usa principalmente o ACE2 para entrar nessas células e estabelecer infecções respirata³rias. Encontrar uma maneira de bloquear essa interação entre o va­rus e a maa§aneta, como meio de tratar a infecção, se tornou o objetivo de muitos estudos de pesquisa.

Pesquisadores da Escola de Medicina de San Diego da Universidade da Califórnia descobriram que o SARS-CoV-2 não consegue se agarrar ao ACE2 sem um carboidrato chamado sulfato de heparana , que também éencontrado nasuperfÍcie das células pulmonares e atua como um co-receptor para a entrada viral.

"ACE2 éapenas parte da história", disse Jeffrey Esko, Ph.D., Distinguished Professor of Cellular and Molecular Medicine na UC San Diego School of Medicine e codiretor do Glycobiology Research and Training Center. "Nãoétoda a imagem."

O estudo da Esko, publicado em 14 de setembro de 2020 na Cell , apresenta uma nova abordagem potencial para prevenir e tratar COVID-19.

A equipe demonstrou duas abordagens que podem reduzir a capacidade do SARS-CoV-2 de infectar células humanas cultivadas em laboratório em aproximadamente 80 a 90 por cento: 1) remover o sulfato de heparano com enzimas ou 2) usar heparina como isca para atrair e ligar o coronava­rus longe das células humanas. A heparina, uma forma de sulfato de heparana, já éum medicamento amplamente usado para prevenir e tratar coa¡gulos sangua­neos, sugerindo que um medicamento aprovado pela Food and Drug Administration pode ser reaproveitado para reduzir a infecção pelo va­rus.

A equipe da Esko hámuito estuda o sulfato de heparano e o papel que ele desempenha na saúde e nas doena§as. Ele conduziu este estudo com o pesquisador visitante Thomas Mandel Clausen, Ph.D., e o pesquisador de pa³s-doutorado Daniel Sandoval, Ph.D. Embora o laboratório da Esko não se concentre necessariamente em va­rus, Clausen havia estudado anteriormente como o parasita da mala¡ria interage com um carboidrato relacionado em células humanas e Sandoval tinha se interessado por va­rus desde que era um estudante de graduação - ele ainda se mantanãm atualizado com as últimas pesquisas de virologia para se divertir.

No final da tarde de uma sexta-feira de mara§o de 2020, Clausen estava cansado e, ele admite, adiando seus experimentos. Em vez disso, ele leu as pesquisas mais recentes sobre o SARS-CoV-2. Foi quando ele se deparou com um estudo preliminar que sugeria uma interação entre a protea­na spike do coronava­rus - a "ma£o" que o va­rus usa para agarrar a maa§aneta da porta ACE2 - e outro carboidrato relacionado ao sulfato de heparano.

"Corri atéDaniel para dizer a ele para olhar o estudo - e, claro, ele já estava pensando a mesma coisa", disse Clausen, que também éprofessor associado da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca.

Em uma semana, a equipe estava testando suas teorias no laboratório. Eles descobriram que a protea­na spike SARS-CoV-2 se liga a  heparina. A equipe também se aprofundou para descobrir a parte exata da protea­na spike SARS-CoV-2 que interage com a heparina - o doma­nio de ligação ao receptor. Quando a heparina éligada, o doma­nio de ligação do receptor se abre e aumenta a ligação ao ACE2. O va­rus, eles descobriram, deve se ligar ao sulfato de heparano nasuperfÍcie da canãlula e ao ACE2 para entrar nas células do pulma£o humano cultivadas em uma placa de laboratório.

Com esse mecanismo de entrada viral estabelecido, os pesquisadores começam a tentar interrompaª-lo. Eles descobriram que as enzimas que removem o sulfato de heparano dassuperfÍcies das células impedem que o SARS-CoV-2 entre nas células. Da mesma forma, o tratamento com heparina também bloqueou a infecção. O tratamento com heparina funcionou como um antiviral em doses atualmente administradas aos pacientes, mesmo quando os pesquisadores removeram a regia£o anticoagulante da protea­na - a parte responsável pela prevenção de coa¡gulos sangua­neos.

As descobertas ainda estãolonge de se traduzir em um tratamento COVID-19 para pessoas, disse Esko. Os pesquisadores precisara£o testar os inibidores da heparina e do sulfato de heparano em modelos animais de infecção por SARS-CoV-2. Em um estudo relacionado, os cientistas da UC San Diego também estãoexplorando o papel dos microbiomas humanos, incluindo as bactanãrias que vivem dentro e fora do corpo, na alteração do sulfato de heparano e, portanto, influenciando a suscetibilidade de uma pessoa ao COVID-19.

"Este éum dos períodos mais emocionantes da minha carreira - todas as coisas que aprendemos sobre o sulfato de heparano e os recursos que desenvolvemos ao longo dos anos se reuniram com uma variedade de especialistas em várias instituições que foram rápidos em colaborar e compartilhar ideias ", disse Esko. "Se háuma fresta de esperana§a para esta pandemia, espero que a comunidade cienta­fica continue a trabalhar rapidamente em conjunto para resolver outros problemas."