Análise do comportamento dinâmico na interface entre variantes do hospedeiro e do SARS-CoV-2

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ávila, Ana Luísa Rodrigues de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Bioinformática; Bioinformatics; COVID-19; Interação vírus-hospedeiro; SARS-CoV-2; Variantes; Variants; Virus-host interaction
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17135/tde-12062024-134824/

A proteína Spike do SARS-CoV-2 (do inglês, Severe Acute Respiratory Syndrome Coronavirus-2) interage com os receptores da enzima conversora de angiotensina 2 (ACE2) e com a protease transmembrana de serina II (TMPRSS2) para entrar na célula humana. Substituições de aminoácidos em posições-chave no domínio de ligação ao receptor (RBD) da proteína Spike alteram a afinidade de ligação do SARS-CoV-2 com a ACE2 e TMPRSS2, podendo influenciar na taxa de infecção do vírus. Mutações específicas da ACE2 têm sido associados ao aumento da suscetibilidade ao SARS-CoV-2, e o mesmo pode ocorrer com variantes da TMPRSS2, afetando o risco de infecção e a gravidade da COVID-19. Além disso, o SARS-CoV-2 tem uma alta probabilidade de sofrer mutação e se adaptar ao ambiente. No entanto, o efeito dessas variações genéticas sobre a estabilidade e afinidade da interação Spike-ACE2 e Spike-TMPRSS2 ainda é pouco compreendido. Para avaliar o efeito de mutações e comparar mudanças estruturais entre os complexos, foi utilizado o método da simulação de dinâmica molecular (DM). A energia livre de ligação e a força de interação biomolecular foram estimadas pelo cálculo da área de superfície de Poisson-Boltzman da mecânica molecular MM/PBSA (do inglês, Molecular Mechanics Poisson-Boltzmann Surface Area). As simulações de dinâmica molecular revelaram uma trajetória estável com variações sutis, enfatizando alguns resíduos-chave na região de interação entre os complexos. A combinação de simulações de DM e métodos de aprendizado de máquina permitiu uma compreensão mais profunda sobre como as variações genéticas tanto no vírus quanto no receptor ACE2 podem impactar a região de interação entre essas proteínas essenciais. Os resultados deste estudo contribuem para o entendimento sobre como as variações genéticas no vírus e no receptor do hospedeiro influenciam a região de interação dessas proteínas, tendo implicações importantes para estratégias de tratamento, especialmente no campo da medicina de precisão.