O modelo dinâmico da proteína de reforço SARS-CoV-2 mostra novos alvos de vacina em potencial

Um novo modelo captura moléculas de glicano cujos movimentos protegem grande parte da proteína spike das células de defesa imunológica

A principal característica do Sars-CoV-2 é a proteína espinhal, que se estende pela superfície e permite atingir e infectar células humanas. Muitas pesquisas resultaram em modelos estáticos detalhados da proteína spike, mas esses modelos não capturam a elasticidade da proteína spike em si, nem os movimentos das cadeias de glicano protetoras das moléculas de açúcar que a encapsulam. Um novo modelo detalhado da superfície da proteína SARS-CoV-2, desenvolvido por cientistas do Instituto Max Planck de Biofísica em Frankfurt am Main, mostra vulnerabilidades até então desconhecidas que podem levar ao desenvolvimento de uma vacina.

O SARS-CoV-2 está associado à membrana viral com uma haste fina. Manchas roxas intensas na superfície indicam alvos potenciais de anticorpos desprotegidos por cadeias de glicano de moléculas de açúcar mostradas em verde.

© MPI para Biofísica / Mateusz Sikora et al.

Para ajudar no desenvolvimento da vacina, Matthews Secura e colegas decidiram identificar novos locais-alvo potenciais na superfície da proteína espinhosa. Para fazer isso, eles desenvolveram simulações de dinâmica molecular que capturam toda a estrutura da proteína e os movimentos do pico em um ambiente realista.

Esta simulação mostra que os glicanos na proteína spike agem como um escudo protetor dinâmico que ajuda o vírus a escapar do sistema imunológico humano. Assim como acontece com os limpadores de carro, os glicanos cobrem a superfície do pico quase completamente balançando para frente e para trás, mesmo que haja pouca cobertura o tempo todo.

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Ao combinar simulações dinâmicas de proteínas espinhais com análises bioinformáticas adicionais, os pesquisadores identificaram locais na superfície das proteínas espinhais menos protegidas por escudos de glicano. Alguns locais descobertos já foram identificados em pesquisas anteriores, mas alguns são novos. A viabilidade de muitos desses novos locais foi confirmada por outros grupos de pesquisa em experimentos de laboratório subsequentes. “Estamos em uma fase de uma pandemia que muda constantemente com o surgimento de novos tipos de SARS-CoV-2, com mutações que têm como alvo específico a proteína spike”, diz Sikora. “Nossa abordagem pode apoiar o projeto de vacinas e anticorpos terapêuticos, especialmente quando os métodos estabelecidos falham.” O método desenvolvido para este estudo também pode ser usado para identificar potenciais fraquezas em outras proteínas virais.

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