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Estruturação, organização e desenvolvimento de uma plataforma de busca de agentes antivirais contra os arbovírus causadores da febre Zika, febre Chikungunya e da febre Amarela utilizando os domínios enzimáticos de suas proteínas não-estruturais.

Processo: 23/09637-3
Modalidade de apoio:Bolsas no Brasil - Programa Fixação de Jovens Doutores
Vigência (Início): 01 de agosto de 2023
Vigência (Término): 31 de julho de 2024
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica Molecular
Acordo de Cooperação: CNPq
Pesquisador responsável:Glaucius Oliva
Beneficiário:Nathalya Cristina de Moraes Roso Mesquita
Instituição Sede: Instituto de Física de São Carlos (IFSC). Universidade de São Paulo (USP). São Carlos , SP, Brasil
Vinculado ao auxílio:23/01046-6 - Estruturação, organização e desenvolvimento de uma plataforma de busca de agentes antivirais contra os arbovírus causadores da febre Zika, febre Chikungunya e da febre Amarela utilizando os domínios enzimáticos de suas proteínas não-estruturais., AP.R
Assunto(s):Febre de Chikungunya
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Antiviral agents search and development | Arboviruses | Chikungunya fever | hit discovery and compounds development | Yellow fever | Zika fever | Biologia Estrutural e Descoberta de Fármacos

Resumo

Os arbovírus causadores das febres Zika, Chikungunya e Amarela têm sido um grande desafio de saúde pública no Brasil devido às condições climáticas propícias à disseminação de seus vetores, os mosquitos dos gêneros Aedes e Haemagogus. Apesar de todo esforço da comunidade acadêmica ainda não há vacinas ou agentes terapêuticos disponíveis para ZIKV e o CHIKV, além da existência de escapes vacinais recentes contra YFV, motivando, assim, a busca por possíveis candidatos a medicamentos para esses vírus. Neste contexto, o conhecimento detalhado das etapas de replicação viral e os componentes envolvidos neste processo contribuem significativamente para o desenvolvimento de novos antivirais. Enquanto o genoma do ZIKV e do YFV são constituídos por uma fita positiva de RNA que codifica uma única poliproteína, a qual após processada, origina 10 proteínas, sendo 3 estruturais (capsídeo, envelope e proteína de membrana) e 7 não estruturais (NSs - NS1, NS2A, NS2B, NS3, NS4A, NS4B, NS5); o genoma do CHIKV, também constituído de uma única fita positiva de RNA codifica duas poliproteínas que após clivadas, dão origem a cinco proteínas estruturais (envelope 1, envelope 2, envelope 3, capsídeo e 6k) e quatro proteínas não estruturais (nsP1, nsP2, nsP3 e nsP4). O processo de replicação depende essencialmente das proteínas não-estruturais codificadas pelos genomas virais, dentre as proteínas não estruturais, apenas a NS3 e a NS5 de ZIKV e YFV e as nsP1, nsP2, e nsP4 de CHIKV possuem funções enzimáticas, despertando grande potencial como alvo farmacológico. Em ZIKV e YFV, a NS3 possui dois domínios proteicos com funções enzimáticas: um N-terminal serino-protease (NS3-Pro) e um C-terminal RNA-helicase dependente de NTP (NS3-Hel), responsáveis, respectivamente, pela clivagem de poliproteínas após tradução (em conjunto com a porção C-terminal da NS2B) e pelo desdobramento de uma fita dupla de RNA antes da polimerização e capping do RNA. Nesses mesmos vírus, a NS5 também possui dois domínios protéicos enzimáticos: um N-terminal RNA polimerase dependente de RNA (RdRp) que polimeriza fitas de RNA para construção de novas partículas virais e um C-terminal Metiltransferase (Mtase) que está envolvido na metilação do terminal 5' do genoma do RNA. Já no CHIKV, nsP1 possui dois domínios com as funções enzimáticas: Metiltransferase e Guanililtranferase, realizando o capeamento do RNA viral, realizando, também realiza, o ancoramento do complexo de replicação na membrana celular; a nsP2 também possui dois domínios com as funções enzimáticas: em sua região N-terminal possui as funções NTPase e helicase e no C-terminal tem a atividade de cisteíno-protease, responsável pelo processamento da poliproteína não-estrutural e a nsP4 possui um único domínio proteico RNA polimerase dependente de RNA atuando na síntese e elongação do RNA viral. O bloqueio específico de qualquer destas funções é letal para o processo de replicação desses três vírus. Recentemente, foram desenvolvidos alguns protocolos de expressão, purificação e ensaios de caracterização funcional e estrutural dos domínios Protease (NS2B-NS3Pro), Helicase da NS3 (NS3Hel), Polimerase ( NS5Pol ), de ZIKV; Protease (NS2B-NS3Pro) e Polimerase ( NS5Pol ), de YFV e Polimerase ( NSP4Pol ) de CHIKV, por diversos alunos de pós-graduação que fizeram parte de nosso laboratório. Esses protocolos foram úteis para a identificação de alguns hits moleculares que se encontram em fase de desenvolvimento. Assim, o objetivo central deste projeto é estruturar, organizar e revisar os protocolos já existentes no laboratório, clonar e desenvolver os protocolos que ainda não foram estabelecidos para os domínios proteícos Metiltransferase dos três vírus, Helicase de Febre Amarela e Chikungunya e Protease de Chikungunya com a finalidade de estabelecer uma plataforma completa de busca e desenvolvimento de agentes antivirais anti-ZIKV, anti-CHIKV e anti-YFV utilizando os domínios enzimáticos de suas proteínas não-estruturais.

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