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Alvos Mutational do domínio SARS-CoV-2 receptor-obrigatório para a revelação do vacina-antiviral

A pandemia COVID-19 espalhou durante todo o mundo inteiro dentro de seis meses, causando milhões de infecções e centenas de milhares de mortes. Contudo não há nenhum vacina ou antiviral eficaz a tratar ele.

Um estudo novo por pesquisadores no centro de investigação do cancro da gaiola de Fred e pela universidade de Washington e publicada no bioRxiv* do server da pré-impressão relata em junho de 2020 nas mutações de conexão do visualização interactivo e do encanamento aberto da análise do domínio receptor-obrigatório viral (RBD) com mudanças no fenótipo bioquímico viral. Esta podia ser uma primeira etapa em monitorar a diversidade genética do vírus ao longo do tempo.

Enlace do Genótipo-Fenótipo

Os milhares de genomas foram arranjados em seqüência do mundo inteiro, e estão disponíveis em bases de dados genomic internacionais. Estes provaram inestimável em interpretar a evolução do vírus e de seus testes padrões da propagação. Contudo, há uma falta severa da compreensão quando se trata de ligar as variações nos genomas com as mudanças correspondentes no fenótipo.

SARS-CoV-2 é um betacoronavirus, e como tal, ligamentos aos receptors da pilha de anfitrião ACE2 através da proteína viral do ponto, que carrega um domínio receptor-obrigatório da alto-afinidade (RBD). O RBD é, conseqüentemente, essencial para a transmissão viral através da espécie e da adaptação. É igualmente o alvo de anticorpos de neutralização, com muitas vacinas que são recentemente desenvolvidos com base nesta proteína apenas.

Mutações no RBD

O RBD está entre as regiões genomic com a variabilidade a mais alta, devido a muitas pressões da selecção que fazem com que as mutações diferentes se tornem predominantes. Muitas tais mutações têm-se tornado já aparentes, mas pouco é sabido sobre como estes afectam o emperramento do receptor.

O estudo actual procura traçar cada mudança do ácido aminado no RBD com seu efeito na maneira que a proteína resultante é dobrada e a afinidade da proteína para ACE2, que são ambos os factores vitais em determinar a aptidão viral. Os pesquisadores usaram uma plataforma do fermento-indicador para avaliar a expressão da proteína dobrada de RBD assim como de seu emperramento ao receptor ACE2. A vantagem de usar pilhas de fermento é a ocorrência de N-glycans nos mesmos lugar no RBD que nos seres humanos.

Indicador do fermento de RBDs de SARS-CoV-2 e dos sarbecoviruses relacionados. (a) Árvore filogenética da probabilidade máxima do sarbecovirus RBDs. RBDs incluiu no estudo actual está no texto corajoso colorido pelo clade de RBD. As etiquetas do nó indicam o apoio da tira de bota. (b) O indicador da superfície do fermento de RBD permite a detecção fluorescente de expressão da superfície de RBD e de emperramento ACE2. (c) O fermento que indica o RBD indicado foi incubado com concentrações de variação de ACE2 humano, e ligar foi medida através do cytometry de fluxo. As constantes obrigatórias são relatadas como KD, app dos ajustes ilustrados da curva da titulação. (d) Comparação do indicador do fermento que liga com medidas precedentes da capacidade de partículas virais incorporar pilhas de ACE2-expressing. O emperramento relativo é Δlog10 (KD, app) medido no estudo actual; a entrada celular relativa é infecção de pilhas de ACE2-expressing por VSV pseudotyped com o ponto que contem o RBD indicado, relatado por Letko e outros (Letko e outros, 2020) nas unidades arbitrárias SARS-CoV-1 relativo a RBD do luciferase; n.d indica nao determinado por Letko e outros.
Indicador do fermento de RBDs de SARS-CoV-2 e dos sarbecoviruses relacionados. (a) Árvore filogenética da probabilidade máxima do sarbecovirus RBDs. RBDs incluiu no estudo actual está no texto corajoso colorido pelo clade de RBD. As etiquetas do nó indicam o apoio da tira de bota. (b) O indicador da superfície do fermento de RBD permite a detecção fluorescente de expressão da superfície de RBD e de emperramento ACE2. (c) O fermento que indica o RBD indicado foi incubado com concentrações de variação de ACE2 humano, e ligar foi medida através do cytometry de fluxo. As constantes obrigatórias são relatadas como KD, app dos ajustes ilustrados da curva da titulação. (d) Comparação do indicador do fermento que liga com medidas precedentes da capacidade de partículas virais incorporar pilhas de ACE2-expressing. O emperramento relativo é Δlog10 (KD, app) medido no estudo actual; a entrada celular relativa é infecção de pilhas de ACE2-expressing por VSV pseudotyped com o ponto que contem o RBD indicado, relatado por Letko e outros (Letko e outros, 2020) nas unidades arbitrárias SARS-CoV-1 relativo a RBD do luciferase; n.d indica nao determinado por Letko e outros.

Tolerância Mutational

Estes mapas mostram que o RBD é mutationally tolerante, mas há uma diferença tremenda no grau de limitação mutational através das regiões. A maioria de mutações do RBD são ponto morto ou têm um efeito ligeira prejudicial em uma ou outra ou both of these expressões bioquímicas. Há uma única mutação, V367F, que aumenta a expressão da proteína dobrada. Contudo, as mutações múltiplas impulsionam a afinidade nos locais de RBD.

O mapa igualmente mostra que as posições ACE2 obrigatórias podem tolerar muitas mutações mesmo que muitos resíduos que são considerados essenciais para o emperramento virus-ACE2 sejam diferentes. Tais mutações apesar da emergência de diversas mutações, nenhumas mostraram uma tendência notável ser seleccionado sobre qualquer outro mesmo se produz um aumento marcado na afinidade ACE2 obrigatória.

Limitações do estudo

O estudo actual traça somente os fenótipos bioquímicos e a aptidão nao viral. Esta distinção é importante porque a proteína de RBD indicada em pilhas de fermento não é relacionada directamente à aptidão viral por vários motivos. Para um, as estruturas glycan no fermento e as pilhas humanas são diferentes mesmo que tenham a mesma função de estabilizar o RBD. Em segundo lugar, a proteína viral do ponto compreende diversos componentes, de que o RBD é um. E em terceiro lugar, a entrada viral através da proteína do ponto é somente uma única parte da aptidão viral, desde que os factores relacionados múltiplo afectam a eficiência da propagação viral.

É igualmente verdadeiro que apesar das limitações da pesquisa bioquímica básica como o estudo actual, o estudo mostra uma boa correlação com os resultados dos estudos virais da entrada que usam os vírus pseudotyped que levam a proteína do ponto com homólogos do sarbecovirus RBD ou únicas mutações do SARS-CoV-2 RBD. Uma outra vantagem é que a aptidão é o resultado de uma combinação da actividade dos fenótipos bioquímicos múltiplos, que são a expressão do genótipo subjacente. Assim, os estudos como este fornecem um movimento inicial para a compreensão de como a mutação afecta a função viral.

Potencial antigénico de exame da tracção

Uma área especialmente relevante do estudo actual é sua capacidade para compreender as possibilidades da tracção antigénica com o SARS-CoV-2 fixando as mutações nos locais usados para o emperramento do anticorpo. Isto é porque o RBD é um alvo principal para a produção de neutralização do anticorpo, assim que significa que toda a tracção antigénica está forçada, ou limitada, pelo facto de que sua função deve ser preservada ou aumentado.

Os pesquisadores encontraram que a maioria de mutações de RBD permitem que emperramento a dobradura de proteína e ACE2 ocorram normalmente. O local ACE2 obrigatório é forçado ainda mais firmemente do que o local de RBD, e conseqüentemente os anticorpos aos antígenos nesta relação são mais desafiantes escapar através da mudança antigénica.

Em conseqüência destas observações, os cientistas sugerem que entre todos os anticorpos que foram estudados em detalhe até agora, nenhuns forcem comparàvel resumos enquanto a superfície de RBD que anexa à molécula ACE2. Assim, deve ser possível centrar-se sobre os resumos que não podem ser mudados sem diminuir a aptidão viral.

Em segundo lugar, muitas mutações do RBD aumentam a afinidade ACE2 obrigatória, que poderia significar que muitas substituições do ácido aminado podem superar os efeitos de mutações prejudiciais nesta região. Isto é apoiado pela existência das mutações do escape que ocorrem em etapas múltiplas em outros vírus. Porque o método é usado para conseguir um mapa directo de mutações do imune-escape, este aumentará o estado de conhecimento actual sobre o potencial para a tracção antigénica.

Aplicações do mapa Mutational

Muitas equipes estão esforçando-se para produzir as vacinas que visam os antígenos de RBD. Nesta aproximação, também, o traço actual do genótipo-fenótipo do RBD pode dar forma aos esforços para criar tais vacinas. A primeira etapa seria utilizar as mutações identificadas no estudo actual que aumentam a expressão de RBD, que faz a vacina mais poderoso. Em segundo lugar, os mapas podem ajudar seleto as mutações que são seguras para o RBD em termos de preservar sua função bioquímica, que poderia conduzir a projetar o antígeno exigido para incentivar a produção de anticorpos que visam resumos específicos.

Uma área final da ajuda é compreender as áreas as mais forçadas do RBD, para visar estas áreas para a produção de anticorpos de neutralização em todos os sarbecoviruses, usando vacinas estrutura-guiadas.

O estudo igualmente tem os benefícios teóricos, avançando a compreensão de como os sarbecoviruses são de adaptação e de derramamento sobre no anfitrião humano. A disposição vasta de seqüências e de fenótipos de RBD deve ser reduzida para baixo àqueles que podem ligar os receptors humanos eficientemente. Este estudo assim mostra, com do traço, como as mutações SARS-CoV-2 afectam o emperramento ACE2 e poderia ser estendido para compreender mais como estes vírus se transformam para se transformar vírus humanos.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

Citations

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    Thomas, Liji. (2020, June 18). Alvos Mutational do domínio SARS-CoV-2 receptor-obrigatório para a revelação do vacina-antiviral. News-Medical. Retrieved on September 26, 2020 from https://www.news-medical.net/news/20200618/Mutational-targets-of-SARS-CoV-2-receptor-binding-domain-for-vaccine-antiviral-development.aspx.

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