Explorando o papel das interações proteína-proteína para vigilância e inibição do SARS-COV-2

Abstract

Inúmeras variantes do SARS-CoV-2 surgiram e se espalharam rapidamente na população hu mana após alguns meses de evolução. Essas variantes, denominadas Variantes de Preocupação (VOCs), representam um grande risco à saúde pública global, ao apresentarem diversas mu tações em proteínas essenciais para a replicação e patogênese viral. Em alguns casos, essas mutações garantem maior transmissibilidade e infectividade, evasão imune e resistência à ação de terapias. Neste contexto, esta tese teve como objetivos: 1) Compreender os elementos moleculares e termodinâmicos que influenciam a disseminação e evasão imune das VOCs do SARS-CoV-2. 2) Projetar computacionalmente miniproteínas para se ligarem à protease princi pal (Mpro) do SARS-CoV-2 visando inibir a atividade catalítica da protease. Na primeira parte, observamos que a evasão imunológica das VOCs do SARS-CoV-2 é causada principalmente pela menor reatividade de anticorpos neutralizantes previamente elicitados. A evasão imune é causada principalmente pela menor reatividade de anticorpos neutralizantes pré-existentes, devido à remodelação do potencial eletrostático na superfície da proteína S e à deleção de interações com os anticorpos. O aumento da afinidade ao receptor enzima conversora de angi otensina 2 humana (hACE2) desempenha um papel secundário. Na segunda parte, realizamos o design computacional de miniproteínas que demonstraram potencial de alta afinidade de ligação e complementariedade química com a interface do alvo, além de serem monômeros estáveis por análise de simulações de dinâmica molecular (DM). Essas miniproteínas foram posteriormente produzidas e caracterizadas, mantendo-se estáveis em solução e apresentando a estrutura secundária conforme o modelo computacional. A miniproteína denominada HB3 Core25 se ligou ao alvo Mpro com uma constante de dissociação (Kd) de 0.569 µM. Nos ensaios de inibição enzimática, a HB3-CORE25 apresentou uma concentração inibitória (IC50) de 0,2657 µM e, em uma concentração baixa de 25 µM, inibiu 51,1% da clivagem do substrato por Mpro. Em conjunto, os resultados deste trabalho evidenciaram estratégias para vigilância de VOCs do SARS-CoV-2 e o design de potenciais inibidores, fornecendo um ponto de partida para o desenvolvimento de terapias visando mitigar a ação viral