Henipavírus: Ameaças Emergentes à Saúde
Estudo revela os perigos e desafios apresentados pelos Henipavírus.
Aaron J. May, Muralikrishna Lella, Jared Lindenberger, Alex Berkman, Moumita Dutta, Maggie Barr, Rob Parks, Amanda Newman, Xiao Huang, Ujjwal Kumar, Kijun Song, Victor Ilevbare, Salam Sammour, Chan Soo Park, Radha Devkota Adhikari, Priyanka Devkota, Katarzyna Janowska, Yanshun Liu, Garrett Scapellato, Taylor N. Spence, Katayoun Mansouri, Robert J Edwards, Barton F. Haynes, Priyamvada Acharya
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Índice
- Transmissão Zoonótica e Riscos
- A Importância das Proteínas G e F
- Anticorpos e Reatividade
- Identificando e Classificando Henipavírus
- Entendendo a Estrutura das Proteínas G e F
- A Antigenicidade das Proteínas G e F
- Estabilidade e Comportamento das Proteínas do Henipavírus
- Estruturas de Proteínas do Henipavírus por Cryo-EM
- Purificação e Caracterização das Proteínas G
- O Futuro da Pesquisa sobre Henipavírus
- Conclusão
- Fonte original
Henipavírus (HNVs) são um grupo de vírus de RNA de fita simples que podem causar doenças graves em humanos. Os membros mais conhecidos desse grupo são o Vírus Nipah (NiV) e o Vírus Hendra (HeV). Esses vírus são conhecidos por se espalharem rápido e causarem doenças sérias, levando a surtos. O grupo Henipavírus está relacionado a outros vírus que também podem infectar humanos, como os que causam sarampo e caxumba. Com o potencial de se espalhar rapidamente e altas taxas de mortalidade, os pesquisadores estão super interessados em estudar esses vírus para se preparar para futuros surtos.
Transmissão Zoonótica e Riscos
Henipavírus podem pular de animais para humanos, um fenômeno conhecido como transmissão zoonótica. Eles são encontrados em vários animais, principalmente em morcegos frugívoros e musaranhos. O potencial desses vírus para entrar nos humanos a partir de reservatórios animais é um risco notável, especialmente porque atualmente não existem vacinas ou tratamentos aprovados para infecções de HNV em pessoas.
Nos últimos anos, os cientistas identificaram mais espécies dentro do grupo Henipavírus. Enquanto o estudo dos vírus Hendra e Nipah começou nos anos 90, a descoberta do vírus Langya (LayV) em 2022 ampliou o escopo dos HNVs conhecidos por afetar humanos. O LayV é único porque foi encontrado em musaranhos, diferente dos outros Henipavírus conhecidos, que normalmente vêm de morcegos frugívoros.
A Importância das Proteínas G e F
Para criar vacinas ou tratamentos contra os Henipavírus, duas proteínas—proteína de adesão (G) e proteína de fusão (F)—são cruciais. Essas proteínas são as únicas partes do vírus que ficam expostas na superfície, tornando-as alvos para o sistema imunológico. A Proteína G ajuda o vírus a se ligar às células hospedeiras, enquanto a proteína F está envolvida na fusão da membrana do vírus com a da célula hospedeira.
Quando essas proteínas interagem, elas passam por mudanças significativas, que são críticas para que o vírus entre na célula hospedeira. No entanto, os detalhes exatos de como essas proteínas mudam de forma e os passos envolvidos nesse processo ainda são um mistério para os cientistas.
Anticorpos e Reatividade
A maioria dos estudos focou em entender como os anticorpos—proteínas que podem combater infecções—reagem a essas proteínas do Henipavírus. Alguns anticorpos conseguem neutralizar com sucesso tanto o vírus Nipah quanto o Hendra. No entanto, os pesquisadores descobriram que certos anticorpos não reagem com o vírus Langya, indicando lacunas no nosso conhecimento sobre a reatividade cruzada entre várias espécies de Henipavírus.
Para preencher essas lacunas, os cientistas reuniram uma coleção diversificada de sequências das proteínas G e F de diferentes Henipavírus. Esse esforço visa entender melhor como as proteínas variam e como essas variações influenciam o design de vacinas e tratamentos.
Identificando e Classificando Henipavírus
Para organizar a grande variedade de cepas de Henipavírus, os pesquisadores analisaram as sequências disponíveis e criaram um sistema de nomenclatura baseado na origem do vírus. Por exemplo, cepas provenientes de Bangladesh e Malásia são rotuladas como NiV-B e NiV-M, respectivamente. Esse sistema ajuda a esclarecer as relações entre as cepas e fornece uma compreensão mais clara da diversidade delas.
O sistema de classificação também distingue entre os Henipavírus conhecidos e aqueles recentemente descobertos, como vários vírus associados a musaranhos. Ao categorizar essas cepas, os pesquisadores podem avaliar melhor os riscos potenciais para a saúde humana.
Entendendo a Estrutura das Proteínas G e F
Para desenvolver vacinas e terapias eficazes, os cientistas focaram na estrutura das proteínas G e F. Eles expressaram os ectodomínios dessas proteínas—regiões fora da célula que são importantes para a função—usando células em laboratório.
Os cientistas mediram a quantidade de proteínas que conseguiram produzir e como diferentes cepas se comportaram durante a purificação. Descobriu-se que até pequenas mudanças nas sequências das proteínas poderiam levar a grandes diferenças nos rendimentos, mostrando a complexidade dessas proteínas.
A Antigenicidade das Proteínas G e F
Em seguida, os pesquisadores direcionaram sua atenção para a antigenicidade das proteínas G e F. Eles testaram quão bem os anticorpos conseguem reconhecer e se ligar a essas proteínas. Isso é essencial para desenvolver vacinas, já que o objetivo é induzir o sistema imunológico a reconhecer essas proteínas e responder efetivamente ao vírus.
Através de seus estudos, os cientistas descobriram que alguns anticorpos reconhecidos anteriormente também podiam se ligar a proteínas de diferentes espécies de Henipavírus, indicando uma potencial reatividade cruzada entre essas proteínas. Essa informação é valiosa para o design de vacinas, pois destaca áreas onde uma única vacina poderia atingir múltiplas cepas.
Estabilidade e Comportamento das Proteínas do Henipavírus
Para entender quão estáveis essas proteínas são, os cientistas usaram um método chamado Fluorimetria de Varredura Diferencial (DSF). Essa técnica ajuda a revelar como as proteínas mudam com a temperatura e quão bem conseguem manter sua estrutura em várias condições.
Os resultados indicaram padrões de estabilidade diferentes entre as várias proteínas. Algumas proteínas mostraram forte estabilidade, enquanto outras exibiram fraquezas inesperadas. Essas descobertas podem impactar a forma como essas proteínas são usadas no desenvolvimento de vacinas futuras.
Estruturas de Proteínas do Henipavírus por Cryo-EM
Um dos desenvolvimentos mais empolgantes no estudo dos Henipavírus foi o uso de microscopia eletrônica de crio (cryo-EM) para visualizar as estruturas dessas proteínas. Esse método permite que os pesquisadores vejam as proteínas em seu estado natural, facilitando a observação de como funcionam e como interagem com outras moléculas.
Através da cryo-EM, os cientistas capturaram imagens da proteína F do vírus Angavokely. Eles descobriram que ela forma estruturas únicas, incluindo redes hexaméricas de trimeros de proteína. Essa descoberta sugere que as interações entre as proteínas podem desempenhar um papel significativo no comportamento do vírus durante as infecções.
Purificação e Caracterização das Proteínas G
Assim como fizeram com as proteínas F, os pesquisadores também purificaram e caracterizaram as proteínas G de várias cepas de Henipavírus. As proteínas G têm uma estrutura diferente das proteínas F e exibiram imensa variabilidade. Compreender essas diferenças é crucial, pois podem afetar como o vírus interage com as células hospedeiras.
Os cientistas perceberam que variações nas proteínas G poderiam levar a diferenças em quão bem essas proteínas conseguem se ligar a possíveis receptores. Isso sugere que diferentes cepas podem ter perfis de ligação únicos e podem responder de maneira diferente aos tratamentos.
O Futuro da Pesquisa sobre Henipavírus
A quantidade de pesquisa sobre Henipavírus está se expandindo rapidamente, e a identificação de novas cepas destaca a necessidade de vigilância contínua. À medida que os cientistas aprendem mais sobre esses vírus, eles também devem considerar quão rapidamente eles podem evoluir. Experiências passadas com outros vírus mostram que mutações podem permitir que eles evitem a imunidade de infecções ou vacinações anteriores.
Entender a diversidade dos Henipavírus e suas proteínas estabelece uma base para a preparação para pandemias. Desenvolvendo vacinas que possam atingir uma ampla gama de cepas, autoridades de saúde pública podem proteger melhor as comunidades de possíveis surtos no futuro.
Conclusão
Henipavírus apresentam um desafio único devido à sua rápida transmissão e potencial para riscos à saúde severos. No entanto, a pesquisa contínua fornece insights essenciais sobre a estrutura e o comportamento desses vírus. Com esse conhecimento, os cientistas podem trabalhar em vacinas e tratamentos eficazes para salvaguardar a saúde pública.
Lembre-se, da próxima vez que você ouvir sobre um novo vírus, pode ser só mais um Henipavírus tentando entrar na festa! Então, se mantenha informado e fique seguro!
Fonte original
Título: Structural and antigenic characterization of novel and diverse Henipavirus glycoproteins
Resumo: Henipaviruses (HNVs), a genus within the Paramyxoviridae family, includes the highly virulent Nipah and Hendra viruses that cause yearly reoccurring outbreaks of deadly disease. Recent discoveries of several new Henipavirus species, including the zoonotic Langya virus, have revealed much higher antigenic diversity than currently characterized. Here, to explore the limits of structural and antigenic variation in HNVs, we construct an expanded, antigenically diverse panel of HNV fusion (F) and attachment (G) glycoproteins from 56 unique HNV strains that better reflects global HNV diversity. We expressed and purified the F ectodomains and the G head domains, characterized their biochemical, biophysical and structural properties. We performed immunization experiments in mice leading to the elicitation of antibodies reactive to multiple HNV F proteins. Cryo-EM structures of diverse F proteins elucidate molecular determinants of differential pre-fusion state metastability and higher order contacts. A crystal structure of the Gamak virus G head domain revealed an additional domain added to the conserved 6-bladed, {beta}-propeller fold. Taken together, these studies expand the known structural and antigenic limits of the Henipavirus genus, reveal new cross-reactive epitopes within the HNV genus and provide foundational data needed for the development of broadly reactive countermeasures.
Autores: Aaron J. May, Muralikrishna Lella, Jared Lindenberger, Alex Berkman, Moumita Dutta, Maggie Barr, Rob Parks, Amanda Newman, Xiao Huang, Ujjwal Kumar, Kijun Song, Victor Ilevbare, Salam Sammour, Chan Soo Park, Radha Devkota Adhikari, Priyanka Devkota, Katarzyna Janowska, Yanshun Liu, Garrett Scapellato, Taylor N. Spence, Katayoun Mansouri, Robert J Edwards, Barton F. Haynes, Priyamvada Acharya
Última atualização: 2024-12-11 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.627382
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.11.627382.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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