No Brasil, assim como nos demais países do mundo, os casos mais graves de COVID-19 têm sido registrados principalmente entre os homens com mais de 60 anos. Em um estudo apoiado pela FAPESP, pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (Unesp) em Botucatu descobriram que justamente nesse grupo de pacientes a expressão de um gene chamado TRIB3 está diminuída nas células epiteliais do pulmão – alvos preferenciais do novo coronavírus (SARS-CoV-2).

Em artigo publicado na plataforma bioRixv, em versão pré-print (ainda sem revisão por pares), o grupo coordenado pelo professor do Instituto de Biociências (IBB-Unesp) Robson Carvalho apresenta dados de estudos anteriores que indicam o potencial da proteína TRIB3, codificada pelo gene de mesmo nome, de inibir a infecção e a replicação de vírus semelhantes ao SARS-CoV-2. Portanto, diz o texto, “medicamentos que estimulam a expressão de TRIB3 devem ser avaliados como potencial tratamento para COVID-19”.

“Há uma droga com esse mecanismo de ação sendo testada contra câncer de endométrio por uma farmacêutica espanhola. Estamos estabelecendo parcerias para novos estudos com o objetivo de testar in vitro o efeito de compostos que estimulem a expressão de TRIB3 em células infectadas pelo novo coronavírus”, conta Carvalho à Agência FAPESP.

Interação proteica

Inicialmente interessados em descobrir por que a prevalência de câncer de pulmão é maior em idosos, os pesquisadores da Unesp investigavam como a expressão gênica no órgão se altera à medida que as pessoas envelhecem. Para isso, analisavam por métodos de bioinformática dados de transcriptoma (conjunto de moléculas de RNA expressas em um determinado tecido) disponíveis no repositório do projeto Genotype-Tissue Expression (GTEx), financiado pelo National Institutes of Health (NIH), dos Estados Unidos. Esse banco de dados público reúne dados moleculares de mais de 17 mil amostras de 54 tecidos diferentes, entre eles o pulmão.

“Começamos com dados de 427 indivíduos. As amostras foram estratificadas de acordo com a faixa etária: comparamos o grupo de 20 a 29 anos com o de 30 a 39, depois com o de 40 a 49 e assim por diante, até 79 anos”, explica Carvalho. Nessa primeira análise, entre outras alterações, os pesquisadores notaram que a expressão do gene TRIB3 diminui progressivamente durante o envelhecimento.

Segundo Carvalho, dados da literatura científica sugerem que a menor produção dessa proteína pode favorecer a infecção e a replicação de alguns tipos de vírus, entre eles o causador da hepatite C (HCV). Sabe-se ainda que a molécula integra duas vias de sinalização celular – uma chamada UPR (sigla em inglês para resposta a proteínas não enoveladas) e outra conhecida como via de autofagia – que são importantes para o ciclo biológico de vários coronavírus.

O grupo teve então a ideia de cruzar esse achado relacionado ao envelhecimento pulmonar com o conteúdo de outro banco de dados denominado P-HIPSTer (sigla em inglês para predição de interações moleculares patógeno-hospedeiro por similaridade de estrutura), cujo algoritmo explora informações baseadas em sequências e estruturas moleculares para inferir a probabilidade de interações entre vírus e proteínas humanas. Esse Human–virus interactome atlas mapeia possíveis redes de interação entre proteínas humanas e proteínas de diversos vírus, possibilitando a identificação de potenciais alvos terapêuticos.

“Embora esse atlas não tenha a rede de interação entre as proteínas humanas e as do novo coronavírus, há dados referentes ao SARS-CoV, patógeno da mesma família que causou o surto de síndrome respiratória aguda grave em 2002. É o vírus mais intimamente relacionado ao SARS-CoV-2”, diz Carvalho. “Observamos que a TRIB3 apresenta alta probabilidade de interagir com a proteína do nucleocapsídeo do SARS-CoV. E, quando se compara o SARS-CoV e o SARS-CoV-2, observa-se 94% de similaridade entre as sequências dessas proteínas”, conta.

O passo seguinte foi voltar ao banco de dados do projeto GTEx e repetir a análise de expressão de TRIB3 em um número maior de amostras de pulmão – agora avaliando separadamente homens e mulheres. “Curiosamente, não observamos nas mulheres uma mudança na expressão de TRIB3 ao longo dos anos, o que talvez ajude a explicar por que os homens idosos são os mais propensos a desenvolver pneumonia e insuficiência respiratória quando infectados pelo novo coronavírus”, afirma Carvalho.

Célula-alvo

Com o objetivo de descobrir quais células do tecido pulmonar expressam o gene TRIB3, o grupo recorreu a dois conjuntos de dados públicos disponíveis nos bancos Single Cell Portal e UCSC Cell Browser. Esses repositórios possuem dados de sequenciamento de RNA de célula única (do inglês, single-cell RNA-Seq). Com esse tipo de análise, é possível obter o transcriptoma de cada uma das células que compõem um tecido, em vez de olhar o tecido como um todo.

“Observamos que a TRIB3 está expressa principalmente nas células epiteliais dos alvéolos pulmonares, as mesmas que expressam ACE-2 [sigla em inglês para enzima conversora de angiotensina 2], proteína à qual os coronavírus se conectam para invadir as células humanas. Isso reforça a hipótese de que a TRIB3 regula negativamente a infecção pelo SARS-CoV-2, ou seja, protege a célula da infecção”, diz o pesquisador.

Como explica o biólogo Diogo de Moraes, primeiro autor do artigo, essas mesmas células epiteliais são responsáveis pela produção de surfactante, um composto que evita o colabamento dos pulmões. “Também identificamos uma diminuição na expressão de genes que envolvem o metabolismo de surfactante no pulmão de idosos. Outros estudos mostraram que a deficiência de surfactantes aumenta a vulnerabilidade para outras infecções virais e, nas últimas semanas, alguns pesquisadores discutiram sobre a reposição desses compostos no tratamento da COVID-19”, afirma.

A esquipe da Unesp também contou com a participação de Brunno Paiva, Sarah Santiloni Cury e João Pessoa Araújo Jr. Colaborou ainda o pesquisador da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) Marcelo Mori, que recentemente teve um auxílio aprovado na chamada “Suplementos de Rápida Implementação contra COVID-19” para investigar como o envelhecimento contribui para a infecção pelo SARS-CoV-2.

O artigo Prediction of SARS-CoV interaction with host proteins during lung aging reveals a potential role for TRIB3 in COVID-19. pode ser lido em https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.04.07.030767v1.

Karina Toledo | Agência FAPESP