André Godoy / USPA estrutura tridimensional da NS5 é descrita como uma mão, com palma, polegar e três dedosAndré Godoy / USP
Com seu tamanho diminuto, um mosquito pode causar um medo considerável. Principalmente se, esmagado com um tapa depois da picada, exibir patas listradas. E mais ainda se quem levou a picada estiver grávida. Transmissor dos vírus causadores de zika, dengue e chikungunya, o mosquito Aedes aegypti é de fato um inimigo temível. Por isso o físico Glaucius Oliva, professor do Instituto de Física do campus de São Carlos da Universidade de São Paulo (IFSC-USP) e coordenador do Centro de Pesquisa e Inovação em Biodiversidade e Fármacos (CIBFar), sonha com um medicamento que possa ser utilizado em seguida à picada ou logo que aparecem os sintomas, de modo a bloquear a proliferação dos vírus e acelerar a cura. Seu grupo acaba de dar o primeiro passo nessa busca: desvendou a estrutura tridimensional da proteína mais crucial para a replicação do material genético do vírus, conforme descrito em artigo publicado hoje (27/3) na revista Nature Communications.
“Buscamos o desenvolvimento de fármacos por meio da modelagem de moléculas que interagem com receptores específicos”, conta Oliva. O CIBFar é um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (Cepids) financiados pela FAPESP. “Mas nunca tínhamos trabalhado com vírus até a formação da Rede Zika (ver Pesquisa FAPESP nº 239).” O caráter emergencial da pesquisa chamou a atenção do pesquisador, que começou a coordenar a modelagem molecular das proteínas codificadas pelo genoma do vírus zika. Trata-se de uma molécula bastante curta de RNA que carrega o código para 10 proteínas: três estruturais, responsáveis pela estrutura física que envolve o material genético, e sete não estruturais, associadas à replicação do RNA viral. “O coração do complexo de replicação é a proteína NS5, uma enzima polimerase que usa o próprio RNA como molde para produzir cópias”, explica Oliva. É essa proteína que seu grupo caracterizou, e que pretende usar como alvo para o desenvolvimento de um fármaco.
Para chegar à estrutura foi necessário clonar o RNA, uma etapa feita em parceria com a Cellco, uma empresa criada e incubada na USP em São Carlos por três ex-doutorandos do IFSC com o objetivo de oferecer soluções para laboratórios de pesquisa em biotecnologia. Depois de sintetizar o gene, de modo a não trabalhar diretamente com o vírus, e produzir a proteína, foi necessário formar cristais com a molécula, uma forma de possibilitar a investigação de sua configuração por meio da cristalografia de raios X. Com isso, foi possível chegar ao detalhe na menor escala possível, com a localização de cada um dos milhares de átomos que compõem a proteína.
De posse desse modelo, resta encontrar uma maneira de interferir com o funcionamento da polimerase e impedir a replicação genética. Os pesquisadores de São Carlos não são os primeiros a adotar essa estratégia. “A farmacêutica Novartis há anos está tentando produzir um fármaco contra dengue focando na NS5 do vírus”, conta Oliva. Embora a empresa tenha outra escala em termos de recursos financeiros e instalações, se comparada à universidade, ele não se sente em desvantagem. “O que eles fazem, nós também fazemos na busca por uma molécula que bloqueie o sítio ativo da proteína”, afirma. Ele já sabe, na comparação entre a proteína do vírus zika e a do vírus da dengue, que os respectivos sítios ativos apresentam diferenças importantes. O fármaco que o grupo do CIBFar busca, portanto, seria específico para zika. Com a publicação da estrutura cristalizada, ele espera contribuir para uma corrida em que diferentes laboratórios buscarão novos inibidores para a enzima NS5, candidatos a tratamento para a doença.
O amplo interesse suscitado por esse tipo de enfoque, e por essa proteína especificamente, está na lista de artigos publicados no mesmo dia pela Nature Communications: além do trabalho do grupo da USP, dois outros executados em universidades norte-americanas (ver aqui e aqui) também trazem a estrutura da NS5. “As conclusões dos três artigos são muito semelhantes”, compara Oliva. Mas ele ressalta que a análise feita em São Carlos tem resolução melhor, uma precisão que pode ser importante na modelagem de fármacos baseados na estrutura do receptor.
Projetos
1. CIBFar – Centro de Inovação em Biodiversidade e Fármacos (no 13/07600-3); Modalidade Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão; Pesquisador responsável Glaucius Oliva (USP); Investimento R$ 26.183.478,12.
2. Desenvolvimento de uma ribonucleotídeo redutase recombinante de Lactobacillus leichmannii para a produção de desoxirribonucleotídeos trifosfato (dntps) (no 14/50381-3); Modalidade Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas; Pesquisadora responsável Maria Amélia Villela Oliva Dotta (Cellco); Investimento R$ 1.053.489,83.
Artigo científico
GODOY, A. S. et al. Crystal structure of Zika virus NS5 RNA-dependent RNA polymerase. Nature Communications. 27 mar. 2017.
