Com o surgimento da COVID-19, o coronavírus 2 da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-2) evoluiu continuamente, dando origem a múltiplas Variantes de Preocupação (VOCs). Estes incluem Alpha, Beta, Delta e Omicron (subvariantes BA.1 e BA.5), cada um exibindo características distintas que influenciam a dinâmica da infecção, a evasão imunológica e a patogenicidade. Nosso estudo recente (cite aqui) esclarece como essas variantes manipulam os processos celulares do hospedeiro, revelando novos alvos terapêuticos para interromper esse sequestro viral. Usando análises multiômicas, exploramos mudanças específicas de variantes nas células hospedeiras, identificando diferenças críticas nos cronogramas de infecção e descobrindo caminhos-chave aproveitados pelas variantes do SARS-CoV-2 para se propagarem.
Abordagem e Métodos de Pesquisa Empregamos uma combinação de fosfoproteômica e BioID-MS para mapear as interações entre vários VOCs SARS-CoV-2 e células hospedeiras. As células VeroE6-H10 foram infectadas com vírus Alpha, Beta, Delta e Omicron (BA.1 e BA.5) derivados da Finlândia e depois amostradas em vários momentos (1 a 36 horas após a infecção). A fosfoproteômica revelou mudanças na sinalização do hospedeiro através de mudanças nos eventos de fosforilação, enquanto o BioID-MS identificou alterações induzidas por variantes nas interações proteína-proteína. Esta abordagem permitiu-nos mapear respostas específicas do hospedeiro e compreender como mutações específicas influenciam as cascatas de sinalização das células hospedeiras.
Principais descobertas
Dinâmica de infecção distinta entre variantes Cada variante exibiu uma cinética de infecção única. As variantes Alfa e Delta mostraram rápida expressão de proteínas virais, enquanto Omicron BA.1 e BA.5 ficaram para trás nos primeiros momentos. Curiosamente, em 36 horas, as variantes Omicron atingiram níveis semelhantes de expressão de proteínas virais a Alfa, Beta e Delta. Esta progressão retardada pode ser uma adaptação estratégica, permitindo ao Omicron escapar das respostas imunitárias precoces e potencialmente explicar as diferenças na transmissibilidade e no escape imunitário.
Manipulação da by way of RHO GTPase Todos os VOCs envolveram a rede de sinalização RHO GTPase, essencial para a organização do citoesqueleto e o tráfego celular. Ao ajustar esta by way of, as variantes do SARS-CoV-2 melhoram a entrada, replicação e libertação viral. Mutações em Alfa e Delta, por exemplo, ativaram mais fortemente a remodelação do citoesqueleto, melhorando a disseminação viral. Da mesma forma, as variantes Omicron demonstraram refinamentos evolutivos para explorar de forma mais eficaz esta by way of chave do hospedeiro.
Exploração do Caminho ERAD A by way of de degradação associada ao retículo endoplasmático (ERAD), essential para o manuseio de proteínas mal dobradas, foi notavelmente cooptada pelas variantes Beta e Omicron BA.1. Esse sequestro provavelmente induz estresse celular que beneficia a replicação viral. Ao forçar a maquinaria ERAD do hospedeiro a acelerar, estas variantes podem suprimir as defesas imunitárias e redireccionar os recursos celulares para a síntese de proteínas virais, ajudando na evasão imunitária e promovendo a replicação eficiente.
Fosfoproteômica e sinalização do hospedeiro Nossa análise fosfoproteômica revelou que os COVs modulam sistematicamente os eventos de fosforilação do hospedeiro, influenciando as vias ligadas ao processamento do RNA e às respostas ao estresse. Por exemplo, as variantes Alfa e Delta regularam positivamente os locais de fosforilação envolvidos no splicing do mRNA, desviando potencialmente os recursos do hospedeiro para o processamento do RNA viral. Esta manipulação afinada sublinha a capacidade do SARS-CoV-2 de adaptar a maquinaria hospedeira em seu próprio benefício.
Implicações para intervenções terapêuticas Esta exploração abrangente identificou 1.474 alvos potenciais de medicamentos dentro do “sequestro” do SARS-CoV-2 – a rede de interações vírus-hospedeiro. Destes, 1.126 apresentaram bolsas de ligação profunda altamente drogáveis, adequadas para intervenção em moléculas pequenas. Além disso, 680 alvos apresentavam locais de interação proteína-proteína que poderiam ser modulados por pequenas moléculas, oferecendo uma rota promissora, mas desafiadora, para o desenvolvimento de terapia antiviral. Mais de 500 destes alvos apresentavam locais de PPI altamente drogáveis, destacando o potencial para estratégias terapêuticas inovadoras destinadas a cortar o acesso do vírus a vias críticas do hospedeiro.
Conclusão Nosso estudo fornece um atlas detalhado de como os COVs do SARS-CoV-2 manipulam as redes celulares hospedeiras, incluindo vias de sinalização e degradação, para garantir sua sobrevivência e proliferação. A abordagem multiômica não apenas aprofunda nossa compreensão da patogênese do SARS-CoV-2, mas também identifica uma ampla gama de alvos terapêuticos. À medida que o vírus continua a evoluir, os conhecimentos desta investigação poderão orientar o desenvolvimento de tratamentos antivirais que permaneçam eficazes contra variantes emergentes.
Ao compartilhar este recurso, pretendemos apoiar esforços de pesquisa atuais e futuros. Nossa base de conhecimento multiômica pode servir como uma base crítica para novas terapias antivirais que interrompem as principais interações patógeno-hospedeiro. Através de intervenções específicas que desmantelem a capacidade do SARS-CoV-2 de sequestrar células hospedeiras, podemos trabalhar no sentido de estratégias duradouras para mitigar esta persistente ameaça à saúde world.
