Saúde

O vírus COVID-19 usa sulfato de heparano para entrar nas células
Pesquisadores descobriram que o SARS-CoV-2 não consegue se agarrar ao ACE2 sem um carboidrato chamado sulfato de heparana , que também é encontrado na superfície das células pulmonares e atua como um co-receptor para a entrada viral.
Por Heather Buschman, - 15/09/2020


A proteína spike do SARS-CoV-2 deve ligar-se ao receptor ACE2 e ao sulfato de heparano para entrar nas células humanas. Crédito: Universidade da Califórnia - San Diego

Uma molécula conhecida como ACE2 fica como uma maçaneta na superfície externa das células que revestem os pulmões. Desde janeiro de 2020, os pesquisadores sabem que o SARS-CoV-2, o novo coronavírus que causa o COVID-19, usa principalmente o ACE2 para entrar nessas células e estabelecer infecções respiratórias. Encontrar uma maneira de bloquear essa interação entre o vírus e a maçaneta, 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 é encontrado na superfície das células pulmonares e atua como um co-receptor para a entrada viral.

"ACE2 é apenas 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. "Não é toda 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 coronavírus longe das células humanas. A heparina, uma forma de sulfato de heparana, já é um medicamento amplamente usado para prevenir e tratar coágulos sanguíneos, sugerindo que um medicamento aprovado pela Food and Drug Administration pode ser reaproveitado para reduzir a infecção pelo vírus.

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

No final da tarde de uma sexta-feira de março 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 proteína spike do coronavírus - a "mão" que o vírus usa para agarrar a maçaneta da porta ACE2 - e outro carboidrato relacionado ao sulfato de heparano.
 
"Corri até Daniel para dizer a ele para olhar o estudo - e, claro, ele já estava pensando a mesma coisa", disse Clausen, que também é professor associado da Universidade de Copenhagen, na Dinamarca.

Em uma semana, a equipe estava testando suas teorias no laboratório. Eles descobriram que a proteína spike SARS-CoV-2 se liga à heparina. A equipe também se aprofundou para descobrir a parte exata da proteína spike SARS-CoV-2 que interage com a heparina - o domínio de ligação ao receptor. Quando a heparina é ligada, o domínio de ligação do receptor se abre e aumenta a ligação ao ACE2. O vírus, eles descobriram, deve se ligar ao sulfato de heparano na superfície da célula e ao ACE2 para entrar nas células do pulmão humano cultivadas em uma placa de laboratório.

Com esse mecanismo de entrada viral estabelecido, os pesquisadores começaram a tentar interrompê-lo. Eles descobriram que as enzimas que removem o sulfato de heparano das superfícies 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 região anticoagulante da proteína - a parte responsável pela prevenção de coágulos sanguíneos.

As descobertas ainda estão longe de se traduzir em um tratamento COVID-19 para pessoas, disse Esko. Os pesquisadores precisarão 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 estão explorando o papel dos microbiomas humanos, incluindo as bactérias 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 é um 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 há uma fresta de esperança para esta pandemia, espero que a comunidade científica continue a trabalhar rapidamente em conjunto para resolver outros problemas."

 

.
.

Leia mais a seguir