A capacidade do SARS-CoV-2 de infetar células depende de interações entre a proteína do pico viral e a proteína da superfície celular humana ACE2. A capacidade do SARS-CoV-2 de infetar células depende das interações entre a proteína do pico viral e a proteína da superfície celular humana ACE2. Para que o vírus fique preso à superfície celular, a proteína do pico liga o ACE2 usando três saliências semelhantes a dedos, chamadas de domínios de ligação recetora (RBDs).

Bloquear os RBDs, portanto, tem o potencial de impedir que o vírus entre em células humanas. Isso pode ser feito usando anticorpos.

Nano corpos, pequenos anticorpos encontrados em camelos e lamas, mostram-se promissores como ferramentas contra vírus devido à sua alta estabilidade e tamanho pequeno. Embora a sua extração seja demorada, os avanços tecnológicos agora permitem a rápida seleção de nanomá corpos sintéticos, os chamados sybodies. Uma plataforma tecnológica para selecionar sybodies de grandes bibliotecas sintéticas foi recentemente desenvolvida no laboratório de Markus Seeger na Universidade de Zurique, e disponibilizada para este estudo.

Em busca do melhor sybody contra SARS-CoV-2

O grupo Christian Löw, do Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL, sigla em inglês) de Hamburgo, procurou pelas bibliotecas existentes para encontrar corpos que poderiam bloquear o SARS-CoV-2 de infetar células humanas. Primeiro, eles usaram os RBDs da proteína do pico viral como isco para selecionar os sybodies que se ligam a eles. Em seguida, eles testaram os corpos selecionados de acordo com sua estabilidade, eficácia e precisão de ligação. Entre as melhores pastas, uma chamada sybody 23 acabou por ser particularmente eficaz no bloqueio dos RBDs.

Para saber exatamente como sybody 23 interage com os RBDs virais, investigadores do grupo de Dmitri Svergun na EMBL Hamburg analisaram a ligação de sybody 23 aos RBDs por dispersão de raios-X de pequeno ângulo. Além disso, Martin Hällberg do CSSB e Karolinska Institutet usou crio-EM para determinar a estrutura do pico SARS-CoV-2 completo ligado ao sybody 23. Os RBDs alternam entre duas posições: na posição "superior", os RBDs apontam para fora e estão prontos para vincular ACE2; na posição "inferior", eles são enrolados para se esconder do sistema imunológico humano. As estruturas moleculares mostraram que todos os 23 RBDs se ligam tanto nas posições "superior" quanto "inferiores" e bloqueiam as áreas onde o ACE2 normalmente se ligava. Essa capacidade de bloquear RBDs, independentemente de sua posição, poderia explicar por que o Sybody 23 é tão eficaz.

Finalmente, para testar se o Sybody 23 pode neutralizar um vírus, o grupo de Ben Murrell do Instituto Karolinska usou o chamado lentivírus, que foi modificado para transportar a proteína de pico de SARS-CoV-2 na sua superfície. Eles observaram que o S23 23 desativou com sucesso o vírus modificado in vitro. Novos testes serão necessários para confirmar se alguém pode parar a infecção do SARS-CoV-2 no corpo humano.

Colaboração científica durante o confinamento

"O espírito de equipa tem sido enorme nestes tempos, e todos foram motivados a contribuir", diz Christian Löw, um dos principais cientistas do estudo. Os investigadores iniciaram o projeto assim que receberam aprovação da liderança da EMBL para reabrir seus laboratórios durante o bloqueio do COVID-19. Eles conseguiram selecionar os órgãos candidatos e realizar as análises em apenas algumas semanas.

"Obter os resultados tão rapidamente só foi possível porque já tínhamos utilizado estas as metodologias em outros projetos de pesquisa não relacionados ao SARS-CoV-2. O desenvolvimento dessas ferramentas teria levado significativamente mais tempo e recursos", diz Löw.

Os resultados deste projeto mantêm a promessa de uma maneira potencial de tratar o COVID-19. Em trabalhos futuros, os cientistas realizarão novas análises para confirmar se o Sybody 23 pode ser um tratamento COVID-19 eficaz.