Os pesquisadores detalharam um mecanismo na distinta coroa do COVID-19 que pode ajudar os cientistas a encontrar rapidamente novos tratamentos para o va­rus e a testar rapidamente se os tratamentos existentes podem funcionar com versaµes mutadas a  medida que se desenvolvem.

A equipe, liderada pela Universidade de Warwick como parte da comunidade EUTOPIA de universidades europeias, simulou movimentos em quase 300 estruturas de protea­nas da protea­na spike do va­rus COVID-19 usando técnicas de modelagem computacional, em um esfora§o para ajudar a identificar alvos promissores de drogas para o va­rus.

Em um novo artigo publicado hoje na revista Scientific Reports , a equipe de fa­sicos e cientistas da vida detalha os manãtodos usados ​​para modelar a flexibilidade e a dina¢mica de todas as 287 estruturas de protea­nas do va­rus COVID-19, também conhecido como SARS-CoV-2 , identificado atéagora. Assim como os organismos, os va­rus são compostos de protea­nas, grandes biomoléculas que desempenham uma variedade de funções. Os cientistas acreditam que um manãtodo para tratar o va­rus pode estar interferindo na mobilidade dessas protea­nas.

Eles tornaram seus dados, filmes e informações estruturais, detalhando como as protea­nas se movem e como se deformam, para todas as 287 estruturas de protea­nas para COVID-19 que estavam disponí­veis no momento do estudo, acessa­veis ao paºblico para permitir que outros investiguem possa­veis caminhos para tratamentos.

Os pesquisadores concentraram esforços específicos em uma parte do va­rus conhecida como protea­na spike, também chamada de estrutura de doma­nio de eco COVID-19, que forma a corona estendida que da¡ aos coronava­rus seu nome. Esse pico éo que permite que o va­rus se ligue a  enzima ACE2 nas membranas celulares humanas, por meio da qual causa os sintomas da COVID-19.

A protea­na spike éna verdade um homotra­mero, ou três combinações do mesmo tipo de protea­na. Ao modelar os movimentos das protea­nas no pico, os pesquisadores identificaram um mecanismo de "dobradia§a" que permite que o pico se prenda a uma canãlula e também abre um taºnel no va­rus que éum meio prova¡vel de levar a infecção ao canãlula. Os cientistas sugerem que, ao encontrar uma molanãcula adequada para bloquear o mecanismo - literalmente, inserindo uma molanãcula de tamanho e formato adequados - os cientistas farmacaªuticos sera£o capazes de identificar rapidamente os medicamentos existentes que podem ser eficazes contra o va­rus.

O autor principal, Professor Rudolf Roemer, do Departamento de Fa­sica da Universidade de Warwick, que conduziu o trabalho durante um ano saba¡tico na CY Cergy-Paris Universitanã, disse: "Saber como esse mecanismo funciona éuma maneira de parar o va­rus, e em nosso estudo, somos os primeiros a ver o movimento detalhado de abertura.Agora que vocêsabe qual éa amplitude desse movimento, vocêpode descobrir o que pode bloquea¡-lo.

“Todas as pessoas interessadas em verificar se as estruturas das protea­nas do va­rus podem ser alvos de drogas devem ser capazes de examinar isso e ver se as dina¢micas que calculamos são aºteis para elas.

"Nãopodera­amos olhar de perto para todas as 287 protea­nas no tempo dispona­vel. As pessoas deveriam usar o movimento que observamos como ponto de partida para seu pra³prio desenvolvimento de alvos de drogas . Se vocêencontrar um movimento interessante para uma estrutura de protea­na especa­fica em nossos dados, vocêpode usar isso como base para modelagem adicional ou estudos experimentais. "

Para investigar os movimentos das protea­nas, os cientistas usaram uma abordagem de modelagem da flexibilidade da protea­na. Isso envolve recriar a estrutura da protea­na como um modelo de computador e, em seguida, simular como essa estrutura se moveria, tratando a protea­na como um material que consiste em subunidades sãolidas e ela¡sticas, com possí­vel movimento dessas subunidades definido por ligações químicas. O manãtodo demonstrou ser particularmente eficiente e preciso quando aplicado a protea­nas grandes, como a protea­na spike do coronava­rus . Isso pode permitir que os cientistas identifiquem rapidamente alvos promissores para drogas para futuras investigações.

As estruturas de protea­nas nas quais os pesquisadores basearam sua modelagem estãotodas contidas no Protein Data Bank. Qualquer pessoa que publique uma estrutura biológica deve submetaª-la ao banco de dados de protea­nas para que esteja dispona­vel gratuitamente em um formato padrãopara que outros possam fazer o download e estudar mais. Desde o ini­cio da pandemia de COVID-19, cientistas de todo o mundo já enviaram milhares de estruturas de protea­nas relacionadas a COVID-19 para o Protein Data Bank.

O professor Roemer acrescenta: "O padra£o-ouro na modelagem da dina¢mica de protea­nas computacionalmente éum manãtodo chamado dina¢mica molecular. Infelizmente, esse manãtodo pode se tornar muito demorado, especialmente para protea­nas grandes, como o pico COVID-19, que tem quase 3.000 resíduos - a construção ba¡sica blocos de todas as protea­nas. Nosso manãtodo émuito mais rápido, mas naturalmente temos que fazer suposições simplificadoras mais rigorosas. No entanto, podemos simular rapidamente estruturas que são muito maiores do que os manãtodos alternativos podem fazer.

"No momento, ninguanãm publicou experimentos que identifiquem estruturas de cristal de protea­nas para as novas variantes do COVID-19. Se novas estruturas surgirem para as mutações no va­rus , os cientistas podem testar rapidamente os tratamentos existentes e ver se a nova meca¢nica um impacto em sua eficácia usando nosso manãtodo. "