Cleave me or leave me : caracterização da variação das sequências dos sítios de clivagem humanos da protease nsp5 de SARS-CoV-2

Abstract

O vírus causador da COVID-19, SARS-CoV-2, assim como os outros vírus de RNA de fita simples de sentido positivo, possui um genoma compacto que codifica grandes poliproteínas, as quais são processadas por proteases virais a fim de gerarem proteínas maduras importantes para o ciclo viral. A protease nsp5 é responsável pela clivagem de 11 sítios de SARS-CoV-2, além de ser capaz também de clivar proteínas humanas. Nestes casos, a nsp5 pode servir como uma “arma molecular” contra o sistema imune do hospedeiro, mas também pode clivar proteínas do hospedeiro que servem como “isca”, ativando vias antivirais. Sendo assim, substituições nesses sítios de clivagem podem interferir nesse processo de clivagem e, consequentemente, impactar o conflito entre vírus e hospedeiro, como já foi visto para outros vírus que se utilizam desse mesmo mecanismo. Assim, o presente estudo objetivou caracterizar a variação das sequências humanas alvo de clivagem da nsp5. Para isso, inicialmente, foi realizada uma revisão de literatura extensa a fim de identificar os sítios de clivagem humanos da nsp5 já comprovados experimentalmente. Em seguida, com os dados dessa etapa inicial, foi construído um perfil de preferência físico-química, ou especificidade, da protease. Com essas informações, utilizando-se de scripts em Python, foram recuperadas variantes genéticas missense presentes nessas regiões a partir do maior banco de dados de variantes genéticas da atualidade, o gnomAD. Esses SNPs foram analisados quanto a sua frequência alélica e impacto funcional in silico. A variante mais frequente também foi analisada estruturalmente, por meio do software PyMol, quanto ao seu impacto. Dessa maneira, foram identificados 100 sítios na revisão de literatura e 242 variantes genéticas que, no geral, impactam negativamente a capacidade clivagem. Além disso, a mutação com maior frequência ocorre no gene DDX58, codificante do sensor de RNAs RIG-I e, in silico, parecer ser benéfica para a protease haja vista que, estruturalmente, foi visto uma mudança no perfil de hidrofobicidade e eletrostático. Portanto, este trabalho demonstrou que há variação nos sítios de clivagem humanos da nsp5 e que esta pode ter impactos no conflito entre vírus e hospedeiro, apontando essas interface de interação entre a protease viral e alvos humanos como regiões de interesse para busca de variação genética e consequente entendimento da genética da susceptibilidade e gravidade da COVID-19.