Estrutura molecular 3D da "máquina de fotocópias" viral descodificada
Abordagem para o desenvolvimento de medicamentos
Investigadores do Centro Médico Universitário de Göttingen (UMG) e do Instituto Max Planck (MPI) de Ciências Naturais Multidisciplinares conseguiram mostrar pela primeira vez como o material genético do vírus Nipah se replica nas células infectadas. O agente patogénico pode causar encefalite fatal nos seres humanos. Utilizando microscopia crioelectrónica, a equipa dirigida pelo Prof. Dr. Hauke Hillen conseguiu visualizar a estrutura tridimensional da "máquina de copiar" viral. Estas descobertas poderão contribuir para o futuro desenvolvimento de medicamentos antivirais para o tratamento de infecções pelo vírus Nipah. Os resultados do estudo foram agora publicados na revista científica "Nature Communications".
Representação artística da estrutura 3D da RNA polimerase do vírus Nipah no estado ativo. A estrutura da RNA polimerase do vírus Nipah é mostrada como uma representação de superfície transparente (proteína L em verde, proteína P em laranja). O ARN viral, que serve de modelo para a ARN polimerase, é apresentado a azul e o produto de ARN recém-produzido a vermelho. O substrato de nucleótidos é apresentado a amarelo.
umg/fernanda sala
Os surtos de doenças e as epidemias regionais causadas por vírus que são transmitidos dos animais para os seres humanos ocorrem repetidamente em todo o mundo. Muitas pandemias que se propagam para além das fronteiras nacionais têm também a sua origem neste tipo de via de transmissão. A investigação precoce dos agentes patogénicos é essencial para garantir a disponibilidade de medicamentos e vacinas eficazes em caso de epidemia ou pandemia.
A Organização Mundial de Saúde (OMS) classifica o vírus Nipah como um vírus potencialmente muito perigoso para os seres humanos. Nos últimos anos, este vírus tem provocado repetidamente surtos de doença na Ásia. O vírus pode ser transmitido dos morcegos para os seres humanos e provoca doenças graves que podem ser fatais em até 70% dos casos. Também pode ser transmitido de pessoa para pessoa, propagando-se assim muito rapidamente. Atualmente, não existem medicamentos específicos ou vacinas disponíveis para tratar as infecções pelo vírus Nipah.
Abordagem para o desenvolvimento de medicamentos
Hauke Hillen, chefe do grupo de trabalho "Estrutura e Função das Máquinas Moleculares" do Instituto de Bioquímica Celular do Centro Médico Universitário de Göttingen (UMG) e líder do grupo de investigação do Instituto Max Planck (MPI) para as Ciências Naturais Multidisciplinares, conseguiram, pela primeira vez, visualizar a estrutura tridimensional da máquina de cópia do vírus Nipah, também conhecida como RNA polimerase, em resolução molecular. A RNA polimerase é responsável pela replicação do material genético viral e pela ativação dos genes virais, sendo por isso essencial para a replicação do vírus nas células. Por conseguinte, representa um ponto de partida prometedor para o desenvolvimento de medicamentos. Os cientistas utilizaram a microscopia crioelectrónica para descodificar a estrutura tridimensional (3D) da RNA polimerase. Para o efeito, a RNA polimerase foi congelada em dois estados diferentes, livre ou ligada ao RNA viral, e depois foram registadas milhares de imagens individuais da molécula num microscópio eletrónico de última geração. Foram utilizados computadores de alto desempenho para calcular uma estrutura 3D com uma resolução quase atómica.
"Este é um marco importante, porque até agora não se sabia exatamente qual o aspeto da RNA polimerase do vírus Nipah e como interage com o RNA viral. Os nossos dados mostram que é semelhante às RNA polimerases de outros vírus de RNA relacionados, como o Ébola, mas tem algumas caraterísticas especiais", afirma o Prof. Hillen. Os dados mostram também, pela primeira vez, como esta polimerase de ARN viral utiliza o ARN genómico viral como modelo para o processo de cópia, bem como a forma como liga o produto de ARN recém-produzido e os blocos de construção de nucleótidos. "Estes resultados são particularmente excitantes, uma vez que nunca antes tinha sido possível criar uma imagem molecular da RNA polimerase no seu estado ativo, mesmo para vírus relacionados como o Ébola", afirma a Dra. Fernanda Sala, investigadora de pós-doutoramento no grupo de investigação "Estrutura e Função das Máquinas Moleculares" e primeira autora do estudo. "Comparando os instantâneos da RNA polimerase livre e ligada ao RNA, conseguimos não só decifrar a sua estrutura, mas também obter novos conhecimentos sobre a sua dinâmica. Estes dados podem ajudar no desenvolvimento de medicamentos que possam inibir a RNA polimerase", continua.
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