Tailor-Made Molecules Against SARS-CoV-2 to Combat COVID-19

• Autor(a) principal: CUNHA, Marta Vintém da
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10362/159093
• topic: Microbiologia médica; SARS-CoV-2; COVID-19; RNases; MTases; Desenho de fármacos; Domínio/Área Científica::Ciências Médicas

Os coronavírus emergiram recentemente como importantes agentes de infeção humana. O vírus SARS-CoV-2, o agente causador da COVID-19, desencadeou uma pandemia com consequências devastadoras, pelo que entender os aspetos fundamentais deste vírus é de importância extrema. O rápido desenvolvimento de vacinas tem sido um fator crucial na prevenção da doença grave, mas a rápida emergência de novas variantes causa preocupações. Neste século já assistimos a três surtos de coronavírus: o coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2 (SARS-CoV-2), que emergiu no final de 2019, o coronavírus da síndrome respiratória do Médio Oriente (MERS-CoV) em 2012 e o coronavírus da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV) em 2002. O potencial emergente desta família de vírus exige vigilância por parte da comunidade científica para o surgimento de eventuais surtos de coronavírus. As proteínas não estruturais virais (nsps) são fundamentais para a replicação dos coronavírus e o SARS-CoV-2 codifica nsps envolvidas na maquinaria de modificação e degradação do RNA, tal como metiltransferases (MTases) e ribonucleases (RNases). As MTases são responsáveis pelas fases finais do capping do RNA, produzindo uma estrutura protetora na extremidade 5’, que por sua vez é ubíqua em mRNAs de organismos eucariontes. O SARS-CoV-2 codifica duas MTases de forma a mimetizar os mRNAs do hospedeiro e escapar aos mecanismos de imunidade inata. Uma das atividades MTase localiza-se na região C-terminal da nsp14, sendo esta responsável pela formação da estrutura cap-0. A outra MTase é desempenhada pela nsp16 que, subsequentemente, metila a estrutura de cap-0 para produzir o cap-1. A atividade MTase da nsp16 é dependente da interação com uma segunda proteína, a nsp10, para se tornar ativa. As RNases são as enzimas responsáveis pelo processamento, degradação e controlo de qualidade do RNA em todos os domínios da vida. O SARS-CoV-2 codifica duas RNases no seu genoma: a região exoribonucleolítica da nsp14 responsável pela atividade de revisão de sequência, cuja atividade também é potenciada pela nsp10, e a endoribonuclease nsp15. Assim, esta tese foca-se no “triângulo amoroso” do vírus – uma tríade de proteínas altamente conservadas, nsp10, nsp14 e nsp16, que são necessárias para o seu ciclo de vida, desempenhando funções no processo de replicação e evasão do sistema imunitário inato do hospedeiro. Neste trabalho, investigámos a importância de aminoácidos específicos para a atividade exoribonucleolítica da nsp14. Também caracterizámos o papel de aminoácidos previstos como importantes para a interação com uma droga promissora, já aprovada pela FDA e cuja capacidade de inibir a nsp14 do SARS-CoV-2 foi já demonstrada. Tendo em conta o papel crucial da nsp10 como cofator tanto da nsp14 como da nsp16, também testámos novos compostos desenhados para bloquear a interação destas duas enzimas com a nsp10. Identificámos cinco compostos com capacidade para afetar a atividade exoribonucleolítica da nsp14 e três compostos que são eficientes na inibição da atividade MTase da nsp16. Curiosamente, um dos compostos apresentou a capacidade de inibir simultaneamente ambas as atividades enzimáticas sendo, por isso, uma molécula altamente promissora para o desenvolvimento de novas opções terapêuticas contra infeções por SARS-CoV-2. Este trabalho caracteriza o “triângulo amoroso” como um alvo interessante para o desenho racional de fármacos e também identifica compostos potenciais para o desenvolvimento de uma nova estratégia de tratamento para combater a COVID-19.