Representative images of vascular endothelial control cells (left) and cells treated with the SARS-CoV-2 Spike protein (right) show that the spike protein causes increased mitochondrial fragmentation in vascular cells.
Pesquisadores e colaboradores do Instituto Salk mostram como a proteína danifica as células, confirmando o COVID-19 como uma doença principalmente vascular
30 de abril de 2021
A nova proteína spike do coronavírus desempenha um papel fundamental adicional na doença
Pesquisadores e colaboradores da Salk mostram como a proteína danifica as células, confirmando o COVID-19 como uma doença principalmente vascular
LA JOLLA — Os cientistas sabem há algum tempo que as distintas proteínas "spike" do SARS-CoV-2 ajudam o vírus a infectar seu hospedeiro, trangando-se em células saudáveis. Agora, um novo estudo importante mostra que as proteínas do pico do vírus (que se comportam de forma muito diferente daquelas codificadas com segurança pelas vacinas) também desempenham um papel fundamental na própria doença.
O artigo, publicado em 30 de abril de 2021, na Circulation Research,também mostra conclusivamente que o COVID-19 é uma doença vascular, demonstrando exatamente como o vírus SARS-CoV-2 danifica e ataca o sistema vascular em nível celular. As descobertas ajudam a explicar a grande variedade de complicações aparentemente não relacionadas do COVID-19, e podem abrir as portas para novas pesquisas sobre terapias mais eficazes.
"Muitas pessoas pensam nisso como uma doença respiratória, mas é realmente uma doença vascular", diz o professor assistente de pesquisa Uri Manor, que é coautor sênior do estudo. "Isso poderia explicar por que algumas pessoas têm derrames, e por que algumas pessoas têm problemas em outras partes do corpo. A semelhança entre eles é que todos eles têm fundamentos vasculares."
Pesquisadores de Salk colaboraram com cientistas da Universidade da Califórnia em San Diego no artigo, incluindo o co-primeiro autor Jiao Zhang e o coautor sênior John Shyy, entre outros.
Embora os resultados em si não sejam inteiramente uma surpresa, o artigo fornece uma confirmação clara e uma explicação detalhada do mecanismo através do qual a proteína danifica as células vasculares pela primeira vez. Há um consenso crescente de que o SARS-CoV-2 afeta o sistema vascular, mas exatamente como ele fez isso não foi compreendido. Da mesma forma, os cientistas que estudam outros coronavírus suspeitam há muito tempo que a proteína do pico contribuiu para danificar as células endoteliais vasculares, mas esta é a primeira vez que o processo foi documentado.
No novo estudo, os pesquisadores criaram um "pseudovírus" que estava cercado pela coroa clássica sars-cov-2 de proteínas de pico, mas não continha nenhum vírus real. A exposição a esse pseudovírus resultou em danos aos pulmões e artérias de um modelo animal — provando que a proteína do pico sozinha era suficiente para causar doenças. Amostras de tecido mostraram inflamação em células endoteliais que revestem as paredes da artéria pulmonar.
A equipe então replicou esse processo em laboratório, expondo células endoteliais saudáveis (que alinham artérias) à proteína de pico. Eles mostraram que a proteína do pico danificou as células ligando ACE2. Essa ligação interrompeu a sinalização molecular do ACE2 para mitocôndrias (organelas que geram energia para as células), fazendo com que as mitocôndrias ficassem danificadas e fragmentadas.
Estudos anteriores mostraram um efeito semelhante quando as células foram expostas ao vírus SARS-CoV-2, mas este é o primeiro estudo a mostrar que o dano ocorre quando as células são expostas à proteína de pico por conta própria.
"Se você remover as capacidades de replicação do vírus, ele ainda tem um grande efeito prejudicial nas células vasculares, simplesmente em virtude de sua capacidade de se ligar a esse receptor ACE2, o receptor de proteína S, agora famoso graças ao COVID", explica Manor. "Estudos adicionais com proteínas mutantes também fornecerão uma nova visão sobre a infectividade e gravidade dos vírus mutantes SARS CoV-2."
Os pesquisadores esperam dar uma olhada mais de perto no mecanismo pelo qual a proteína ACE2 rompida danifica mitocôndrias e faz com que elas mudem de forma.
Outros autores do estudo são Yuyang Lei e Zu-Yi Yuan da Universidade Jiaotong em Xi'an, China; Cara R. Schiavon, Leonardo Andrade, e Gerald S. Shadel de Salk; Ming He, Hui Shen, Yichi Zhang, Yoshitake Cho, Mark Hepokoski, Jason X.-J. Yuan, Atul Malhotra, Jin Zhang da Universidade da Califórnia em San Diego; Lili Chen, Qian Yin, Ting Lei, Hongliang Wang e Shengpeng Wang do Centro de Ciência da Saúde da Universidade Jiatong em Xi'an, China.
A pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde, pela Fundação Nacional de Ciências Naturais da China, pelo Fundo de Ciências Naturais de Shaanxi, pelo Programa Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento, pelo Primeiro Hospital Afiliado da Universidade Xi'an Jiaotong; e a Universidade Xi'an Jiaotong.
DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.121.318902
JOURNAL
Circulation Research
TITLE
AUTHORS
Yuyang Lei, Jiao Zhang, Cara R Schiavon, Ming He, Lili Chen, Hui Shen, Yichi Zhang, Qian Yin, Yoshitake Cho, Leonardo Andrade, Gerald S Shadel, Mark Hepokoski, Ting Lei, Hongliang Wang, Jin Zhang, Jason X-J Yuan, Atul Malhotra, Uri Manor, Shengpeng Wang, Zu-Yi Yuan, and John Y-J Shyy