Como vitaminas, esteroides e antivirais podem afetar a SARS-CoV-2

 O estudo indica que algumas vitaminas, esteroides e antivirais podem se ligar à proteína Spike e podem inibir a infectividade do vírus, enquanto o colesterol alto pode ativar o vírus

UNIVERSIDADE DE BRISTOL

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Estão surgindo evidências de que a vitamina D - e possivelmente as vitaminas K e A - podem ajudar a combater o COVID-19. Um novo estudo da Universidade de Bristol publicado no jornal da Sociedade Química Alemã Angewandte Chemie mostrou como eles - e outros medicamentos antivirais - podem funcionar. A pesquisa indica que esses suplementos e compostos dietéticos podem se ligar à proteína viral do pico e, assim, reduzir a infectividade do SARS-CoV-2. Em contraste, o colesterol pode aumentar a infectividade, o que poderia explicar por que ter colesterol alto é considerado um fator de risco para doenças graves.

Recentemente, pesquisadores de Bristol mostraram que o ácido linoléico se liga a um local específico na proteína do pico viral e que, ao fazer isso, ele bloqueia o pico em uma forma fechada e menos infecciosa. Agora, uma equipe de pesquisa usou métodos computacionais para pesquisar outros compostos que possam ter o mesmo efeito, como tratamentos potenciais. Eles esperam evitar que células humanas sejam infectadas, evitando que a proteína viral se abra o suficiente para interagir com uma proteína humana (ACE2). Novos medicamentos antivirais podem levar anos para serem projetados, desenvolvidos e testados, então os pesquisadores analisaram uma biblioteca de medicamentos e vitaminas aprovados para identificar aqueles que podem se ligar a esta 'bolsa drogável' recentemente descoberta dentro da proteína spike SARS-CoV-2 .

A equipe estudou primeiro os efeitos do ácido linoléico no pico, usando simulações computacionais para mostrar que ele estabiliza a forma fechada. Outras simulações mostraram que a dexametasona - que é um tratamento eficaz para COVID-19 - também pode se ligar a esse local e ajudar a reduzir a infectividade viral, além de seus efeitos no sistema imunológico humano.

A equipe então realizou simulações para ver quais outros compostos se ligam ao local do ácido graxo. Isso identificou algumas drogas que foram descobertas por experimentos como ativas contra o vírus, sugerindo que esse pode ser um mecanismo pelo qual eles previnem a replicação viral, por exemplo, bloqueando a estrutura do pico da mesma forma que o ácido linoléico.

As descobertas sugeriram vários candidatos a medicamentos entre os produtos farmacêuticos e componentes dietéticos disponíveis, incluindo alguns que retardaram a reprodução do SARS-CoV-2 em laboratório. Estes têm o potencial de se ligar à proteína spike SARS-CoV-2 e podem ajudar a prevenir a entrada nas células.

As simulações também previram que as vitaminas D, K e A solúveis em gordura se ligam ao pico da mesma forma, tornando o pico menos capaz de infectar as células.

A Dra. Deborah Shoemark, Senior Research Associate (Biomolecular Modeling) da School of Biochemistry, que modelou o pico, explicou: "Nossas descobertas ajudam a explicar como algumas vitaminas podem desempenhar um papel mais direto no combate a COVID do que seu suporte convencional do sistema imunológico humano .

"Obesity is a major risk factor for severe COVID. Vitamin D is fat soluble and tends to accumulate in fatty tissue. This can lower the amount of vitamin D available to obese individuals. Countries in which some of these vitamin deficiencies are more common have also suffered badly during the course of the pandemic. Our research suggests that some essential vitamins and fatty acids including linoleic acid may contribute to impeding the spike/ACE2 interaction. Deficiency in any one of them may make it easier for the virus to infect."

Níveis elevados de colesterol pré-existentes foram associados a risco aumentado de COVID-19 grave. Relatórios de que a proteína spike SARS-CoV-2 se liga ao colesterol levou a equipe a investigar se ele poderia se ligar ao local de ligação do ácido graxo. Suas simulações indicam que ele pode ligar, mas pode ter um efeito desestabilizador na conformação bloqueada do pico e favorecer a conformação aberta e mais infectante.

Dr Shoemark continued: "We know that the use of cholesterol lowering statins reduces the risk of developing severe COVID and shortens recovery time in less severe cases. Whether cholesterol de-stabilises the "benign", closed conformation or not, our results suggest that by directly interacting with the spike, the virus could sequester cholesterol to achieve the local concentrations required to facilitate cell entry and this may also account for the observed loss of circulating cholesterol post infection."

O professor Adrian Mulholland, da Escola de Química de Bristol, acrescentou: "Nossas simulações mostram como algumas moléculas que se ligam ao local do ácido linoléico afetam a dinâmica do pico e o bloqueiam. Eles também mostram que drogas e vitaminas ativas contra o vírus podem trabalhar no mesmo A segmentação desse local pode ser uma rota para novas drogas antivirais. A próxima etapa seria examinar os efeitos dos suplementos dietéticos e testar a replicação viral nas células. "

Alison Derbenwick Miller, vice-presidente da Oracle for Research, disse: "É incrivelmente empolgante que os pesquisadores estejam obtendo novos insights sobre como o SARS-CoV-2 interage com as células humanas, o que acabará por levar a novas maneiras de combater o COVID-19. Estou encantado com o fato de que a infraestrutura de nuvem de alto desempenho da Oracle está ajudando a avançar neste tipo de pesquisa que muda o mundo. O crescimento de uma comunidade globalmente conectada de pesquisadores em nuvem é exatamente o que o Oracle for Research foi projetado para fazer. "

A equipe incluiu especialistas do Bristol UNCOVER Group, incluindo Bristol's Schools of Chemistry, Bioquímica, Cellular and Molecular Medicine, e Max Planck Bristol Centre for Minimal Biology, e Bristol Synthetic Biology Center, usando computadores de alto desempenho Bristol e o supercomputador do Reino Unido, ARCHER, como bem como computação em nuvem Oracle. O estudo foi financiado por doações do EPSRC e do BBSRC.