Saúde

SARS-CoV-2 precisa de colesterol para invadir células e formar mega células
O colesterol, o composto ceroso mais conhecido por obstruir as artérias, ajuda o vírus a abrir as células e deslizar para dentro, relata o laboratório Clifford Brangwynne, investigador do Howard Hughes Medical Institute.
Por Meghan Rosen - 23/01/2021


Os pesquisadores projetaram células para transportar uma proteína (verde) do SARS-CoV-2 ou seu alvo humano ACE2 (magenta). Quando perto uma da outra, as membranas das células se fundiram. Os pesquisadores acreditam que um processo semelhante permite que o vírus penetre nas células. Crédito: D. Sanders et al./bioRxiv.org

Pessoas que tomam medicamentos para baixar o colesterol podem se sair melhor do que outras se contraírem o novo coronavírus. Um novo estudo mostra o porquê: o vírus depende da molécula de gordura para passar pela membrana protetora da célula.

Para causar COVID-19, o vírus SARS-CoV-2 deve forçar seu caminho nas células das pessoas - e precisa de um cúmplice. O colesterol, o composto ceroso mais conhecido por obstruir as artérias, ajuda o vírus a abrir as células e deslizar para dentro, relata o laboratório Clifford Brangwynne, investigador do Howard Hughes Medical Institute.

Sem colesterol, o vírus não pode passar furtivamente pela barreira protetora de uma célula e causar infecção, a equipe escreve em um preprint publicado em bioRxiv.org em 14 de dezembro de 2020. O trabalho, que recriou o estágio inicial da infecção em células cultivadas em laboratório, foi ainda não passou pelo processo de verificação científica de revisão por pares.

"O colesterol é parte integrante das membranas que circundam as células e alguns vírus, incluindo o SARS-CoV-2. Faz sentido que seja tão importante para a infecção", diz Brangwynne, engenheiro biofísico da Universidade de Princeton.

A descoberta pode ser a base dos melhores resultados de saúde observados em pacientes com COVID-19 que tomam medicamentos para baixar o colesterol conhecidos como estatinas, acrescenta. Embora os cientistas ainda não tenham estabelecido o mecanismo responsável, este estudo e outro publicado no outono passado sugerem que as drogas impedem que o SARS-CoV-2 entre nas células negando-lhe o colesterol.

Esta descoberta da importância do colesterol pode ajudar os cientistas a desenvolver novas medidas provisórias para tratar o COVID-19 até que a maioria das pessoas seja vacinada, diz Brangwynne. O trabalho também pode lançar luz sobre uma característica estranha da doença: a formação de células gigantes compostas encontradas nos pulmões de pacientes com COVID-19. Em seus experimentos, os cientistas viram mega células semelhantes emergirem sob o microscópio.

Imitando uma infecção viral

Em tempos normais, a equipe de Brangwynne estuda as forças físicas que organizam as moléculas dentro das células. Mas na primavera de 2020, seu laboratório, como muitos outros em todo o mundo, mudou de foco, treinando sua experiência biológica em SARS-CoV-2. Eles começaram a investigar como as proteínas virais e humanas interagem e como essa interação permite que o SARS-CoV-2 entre nas células. “Não somos um laboratório de virologia, nunca trabalhamos neste espaço antes, então começamos a pensar sobre as ferramentas e abordagens que desenvolvemos que poderíamos usar”, diz ele.
 
O laboratório de Brangwynne costuma trabalhar com células cultivadas em laboratório. Para imitar a infecção por SARS-CoV-2, sua equipe projetou tais células para exibir uma de duas moléculas, a "proteína spike" viral ou a proteína humana ACE2. (Para causar uma infecção, o vírus deve fundir sua membrana à membrana de uma célula. Este processo começa quando as proteínas de pico encontram seu alvo celular, ACE2.)

No laboratório, os pesquisadores observaram a interação de células cultivadas em laboratório com essas proteínas. Primeiro, minúsculos tentáculos emergiram de células com ACE2 e se fixaram em proteínas de pico em células próximas. Nesses pontos, as duas membranas celulares se fundiram e as aberturas se formaram, permitindo que o conteúdo das células se misturasse. Eventualmente, as duas células se fundiram - semelhante a como os cientistas esperam que o vírus se funda com uma célula para infectá-lo.

Os pesquisadores, incluindo David Sanders, Chanelle Jumper e Paul Ackerman, de Princeton, tentaram interromper essa fusão celular. Usando um sistema automatizado, eles testaram os efeitos de cerca de 6.000 compostos, bem como mais de 30 ajustes na proteína do pico. Esses experimentos e outros sugeriram que, se a membrana do SARS-CoV-2 carece de colesterol, o vírus não pode entrar na célula-alvo.

Esta não é a primeira evidência envolvendo o colesterol. O estudo anterior, feito por um grupo da Universidade da Califórnia, em San Diego, descobriu que a resposta imunológica do corpo ao vírus produz um composto que esgota o colesterol - mas, neste caso, da própria membrana da célula, não do vírus.

"O colesterol foi muito bem estudado como um fator importante em um grande número de infecções virais", diz Peter Kasson, um cientista da Universidade da Virgínia que estuda os mecanismos físicos das doenças virais. "O interessante é que o papel do colesterol na entrada viral varia muito entre os vírus." Não está claro exatamente como o colesterol ajuda a SARS-CoV-2, mas entender esse processo pode oferecer pistas sobre a biologia da infecção, diz Kasson, que não esteve envolvido na pesquisa.

O aparente efeito benéfico das estatinas também se estende a outras infecções virais. Algumas pesquisas sugerem que essas drogas prejudicam o vírus da gripe, privando-o de colesterol, diz Kasson. Mas essa pode não ser a única maneira que os medicamentos podem alterar o curso das infecções virais , diz ele. "É um pouco complicado porque as estatinas também modificam a resposta imunológica."

Mega células misteriosas

Enquanto os experimentos de Brangwynne eram executados, sua equipe notou algo estranho. As células continuaram a engolir umas às outras, espalhando seu conteúdo como ovos quebrados em uma tigela. As células compostas, conhecidas como sincícios, que apareceram ao microscópio se assemelham às encontradas em tecidos saudáveis, como músculos e placenta, e em algumas doenças virais.

"As pessoas já sabiam que o vírus COVID-19 criará sincícios, mas os pesquisadores foram capazes de visualizar o processo lindamente", disse Jennifer Lippincott-Schwartz, líder de grupo sênior no Campus de Pesquisa Janelia do HHMI, que não estava envolvida na pesquisa. "A fusão célula-célula é em si uma área muito pouco estudada na biologia."

Os experimentos provavelmente ilustram como as mega células encontradas nos pulmões dos pacientes se formam, diz ela. "A formação de sincícios pode ser muito prejudicial no caso do COVID, onde pode destruir os tecidos pulmonares e levar à morte."

Brangwynne diz que ainda não está claro se os sincícios desempenham ou não um papel importante na progressão do COVID-19. Mas, escreve sua equipe, a descoberta da contribuição do colesterol pode ajudar os cientistas a combater a doença. "Nossas descobertas ressaltam a utilidade potencial das estatinas e outros tratamentos [semelhantes]."

 

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