Interferência com a montagem de vírions SARS-CoV-2 direcionados à proteína E por rational drug design.

• Processo: 24/03520-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 30 de agosto de 2024
• Data de Término da vigência: 29 de agosto de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Biológicas - Microbiologia
• Pesquisador responsável: Carsten Wrenger
• Beneficiário: Lizdany Florez Alvarez
• Supervisor: Christian Betzel
• Instituição Sede: Instituto de Ciências Biomédicas (ICB). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Universität Hamburg (UHH), Alemanha
• Vinculado à bolsa: 22/01812-8 - Interferência com a montagem de vírions SARS-CoV-2 direcionados à proteína E por rational drug design, BP.DR
• Assunto(s): SARS-CoV-2 Doenças transmissíveis
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Nb3 | Rational drug desing | SARS-CoV-2 | Infectious diseases

Resumo

Este projeto de pesquisa objetiva avaliar o impacto de moléculas identificadas através do design racional de medicamentos que podem perturbar a montagem dos vírions SARS-CoV-2 in vitro, visando a proteína E do vírus. Neste contexto, os principais objetivos do projeto de investigação proposto são: obter conhecimentos estruturais detalhados sobre a estrutura pentamérica da proteína E, a sua localização subcelular e o seu papel como viroporina, aplicando métodos complementares de biologia estrutural, tais como: métodos modernos de bioimagem, Cryo -Espalhamento de soluções EM e de raios X. O oligômero da proteína E do SARS-CoV-2 funciona como um canal de membrana que facilita o transporte de íons Na+, K+, H+ e Ca2+. Durante a infecção por SARS-CoV-2, este canal da proteína E contribui para a indução da resposta inflamatória associada à síndrome do desconforto respiratório agudo (SDRA) observada na COVID-19. Consequentemente, o canal da proteína E desempenha um papel significativo na patogênese viral,. sendo crucial para o tráfego eficiente de viriões, preservando a sua infecciosidade e prevenindo o processamento proteolítico prematuro da proteína Spike através da neutralização do pH no complexo de Golgi. Ao interferir de forma eficaz e específica na função da proteína viroporina do SARS-CoV-E, será possível perturbar a patogénese viral, prejudicar a montagem e liberação de novos vírus, o que, portanto, abrirá novas rotas para identificação de novas e promissoras.terapias antivirais Neste sentido, pretendo avaliar o efeito de compostos específicos que sejam capazes de inibir a função do canal iônico da proteína SARS-CoV-E na produção de progênie viral, aplicando as mais recentes abordagens de biologia estrutural integrativa e complementar, como uma combinação de luz correlativa e microscopia eletrônica combinada com Cryo-EM convencional e espalhamento de pequeno ângulo de solução de raios X (SAXS). Caso seja possível, também poderão ser realizadas: obteção de cristais adequados para raios X do oligômero da proteína E;cristalografia de raios X; métodos de difração em série para aquisição de insights resolvidos no tempo sobre como os compostos que se difundem e se ligam ao E- oligômero de proteína. A análise da estrutura 3D do oligômero da proteína E em diferentes regimes de resolução espacial e temporal, aplicando os métodos mencionados anteriormente, permitirá identificar a localização da estrutura do canal no celulo, e permitirá caracterizar a sua interação com compostos candidatos selecionados. Os dados a serem obtidos gerarão informações valiosas e complementares sobre a proteína E expressa intracelularmente - no seu "estado nativo" - e fornecerão dados que permitirão otimizar inibidores pré-selecionados. Todos os dados e resultados gerados enriquecerão também a informação atualmente disponível sobre esta viroporina, que é altamente conservada entre os coronavírus e que representa um alvo novo e valioso para o desenvolvimento de medicamentos e de investigação básica em virologia. Ressalta-se que os métodos e procedimentos específicos de imagem aplicados e estabelecidos poderão ser utilizados em projetos futuros de pesquisa relacionados ao tema na USP/ICB.