Droga experimental diminui a replicação do zika e previne microcefalia em camundongos

Composto inibe a ação de uma proteína que é ativada pelo vírus para suprimir a resposta imune
do hospedeiro. Terapia também se mostrou eficaz contra o vírus da dengue e será testada no
Instituto de Ciências Biomédicas da USP contra o novo coronavírus (micrografia eletrônica
de transmissão colorida do vírus zika; imagem: Cynthia Goldsmith/CDC)

Um grupo internacional de pesquisadores descobriu que a inibição de uma proteína chamada AhR (receptor para aril hidrocarboneto) permite ao sistema imune combater com muito mais eficácia a replicação do vírus zika no organismo. Em experimentos feitos no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP), a terapia antiviral se mostrou capaz de prevenir o desenvolvimento de microcefalia e outras malformações em fetos de camundongos cujas mães foram infectadas durante a gestação.

Os resultados da pesquisa, apoiada pela FAPESP, foram divulgados hoje na revista Nature Neuroscience.

“Usamos nos testes uma droga experimental capaz de inibir a AhR e observamos diminuição na replicação tanto do zika como do vírus da dengue. Agora pretendemos testar o efeito da terapia contra o novo coronavírus”, conta o professor do ICB-USP Jean Pierre Peron, que coordenou a investigação ao lado dos pesquisadores Cybele Garcia (Universidad de Buenos Aires, Argentina) e Francisco Quintana (Harvard Medical School, Estados Unidos).

O modelo experimental usado no trabalho foi o mesmo que permitiu ao grupo de Peron comprovar, em 2016, a relação causal entre o zika e a microcefalia (leia mais em agencia.fapesp.br/23185/). Naquela ocasião, fêmeas de camundongo da linhagem SJL – bem mais suscetível à infecção do que outras normalmente usadas em laboratório – foram infectadas com o vírus entre o 10º e o 12º dia de gestação. Quando os filhotes nasceram, os pesquisadores notaram uma redução significativa na espessura do córtex cerebral, além de alterações na quantidade e na morfologia das células neuronais. Observaram ainda que o vírus estava se replicando na placenta e no cérebro dos roedores recém-nascidos em quantidades muito maiores do que em outros órgãos.

“Repetimos agora esse experimento, mas com uma diferença. Pouco antes de infectar as fêmeas prenhas com o zika nós começamos a administrar o inibidor de AhR. O tratamento foi feito por via oral até o fim da gestação. Ao nascerem, os filhotes apresentaram cérebros com tamanho e peso normais e uma carga viral muito mais baixa que a do grupo não tratado, quase indetectável, tanto na placenta como no sistema nervoso central. Além disso, análises histopatológicas mostraram que não houve redução na espessura do córtex e que o número de células nervosas mortas pelo vírus foi muito menor”, relata Peron.

Segundo o pesquisador, os camundongos tratados com o inibidor de AhR não apresentaram efeitos adversos. Antes de se pensar em testes com humanos, porém, ele considera necessário replicar o experimento em macacos.

A pesquisa levou quatro anos para ser concluída e contou com a participação das doutorandas do ICB-USP Nagela Zanluqui e Carolina Polonio, ambas bolsistas da FAPESP.

O início

O laboratório coordenado por Quintana em Harvard é um dos principais centros mundiais de estudo da proteína AhR. Em entrevista à Agência FAPESP, o professor de neurologia conta que seu grupo descobriu há alguns anos que proteínas do tipo interferon, secretadas por células do sistema imune, controlam a ativação desse receptor celular.

“Como os interferons são moléculas centrais na resposta imune antiviral, postulamos – em conjunto com o grupo de Garcia – que a AhR poderia estar envolvida na supressão da imunidade contra vírus. Projetamos terapias anti-AhR e geramos nanopartículas e inibidores para uso nos experimentos”, diz.

Testes feitos in vitro e in vivo confirmaram que o vírus ativa a proteína AhR para suprimir a resposta imune do hospedeiro. Tal feito possivelmente ocorre quando o patógeno infecta o fígado e induz a liberação do metabólito quinurenina, um subproduto do aminoácido triptofano.

“Esse metabólito ativa a AhR que, por sua vez, inibe a expressão de uma outra proteína chamada PML [proteína leucemia promielocítica, muito importante para a resposta imune antiviral], permitindo que o zika se replique mais livremente nas células”, explica Peron.

Na Universidad de Buenos Aires, Garcia coordenou experimentos em diversos tipos de linhagens celulares, entre elas hepatócitos e progenitoras neurais – um tipo de célula-tronco que pode se diferenciar em neurônios.

“Tratamos as linhagens celulares com compostos agonistas de AhR [que amplificam a ação da proteína] e também com antagonistas [que inibem]. Confirmamos assim que a modulação negativa desse receptor inibe a replicação do zika. Do mesmo modo, comprovamos que a modulação positiva aumenta a replicação viral nas células”, conta.

Fatores ambientais

Como ressalta a virologista da Universidad de Buenos Aires, o impacto causado pela epidemia de zika em 2015 foi bastante assimétrico. Em determinadas regiões e cidades, a incidência de síndrome congênita e microcefalia causada pelo vírus foi muito maior do que em outras. Na avaliação da pesquisadora, isso pode indicar que nesses locais afetados com mais gravidade existia uma condição ambiental que favorecia a infecção ou então que aquelas populações eram mais suscetíveis. Os dois fatores também podem ter contribuído simultaneamente para aumentar o impacto do vírus.

“Coincidentemente, a AhR pode ser ativada por poluentes ambientais, bem como por uma certa dieta ou pela microbiota endógena. Nosso próximo desafio é descartar ou confirmar se existe uma relação entre a AhR, ambientes poluídos ou degradados socioeconomicamente e uma maior virulência do zika”, conta Garcia à Agência FAPESP.

O artigo AhR is a Zika virus host factor and a candidate target for antiviral therapy pode ser lido em www.nature.com/articles/s41593-020-0664-0.

21 de julho de 2020 - Karina Toledo | Agência FAPESP 

Fonte:  Agência FAPESP 

Identificado fármaco que elimina vírus da febre amarela e chikungunya

Estudo revela que fármaco já usado contra hepatite serve também para o tratamento das doenças

Mesmo fármaco utilizado no tratamento da hepatite C crônica é capaz de eliminar
os vírus da chikungunya e da febre amarela – Foto: Fernanda Carvalho / Fotos Públicas

Estudo realizado no Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP mostrou que o fármaco sofosbuvir, utilizado no tratamento da hepatite C crônica, é capaz de eliminar também os vírus da chikungunya e da febre amarela.

“Células humanas infectadas pelo vírus da chikungunya foram tratadas com sofosbuvir e o fármaco eliminou o vírus sem danificar as células. A droga se mostrou 11 vezes mais efetiva contra o vírus do que contra as células”, disse uma das autoras do estudo, Rafaela Milan Bonotto.

O estudo relativo à chikungunya foi realizado no âmbito do doutorado de Bonotto com Bolsa da FAPESP, com orientação do professor Lucio Freitas-Junior.

Artigo a respeito, assinado por Bonotto, Freitas-Junior e colaboradores, está disponível na plataforma aberta F1000Research. O artigo sobre a pesquisa relativa à febre amarela deverá ser publicado brevemente.

A descoberta tem enorme importância para a saúde pública, pois uma epidemia de chikungunya está prevista para os próximos dois anos no Brasil (leia em agencia.fapesp.br/27975).

“O processo para obtenção de um fármaco é extremamente demorado e caro. O tempo entre o início da pesquisa e a disponibilização do produto no mercado é, em média, de 12 anos. O custo é da ordem de US$ 1,5 bilhão ou mais. O sofosbuvir é uma droga que passou por todo o processo de aprovação para uso humano. Isso possibilita que ela possa vir a ser utilizada contra a chikungunya em um a três anos. O custo, estimado em cerca de US$ 500 mil, seria muito menor”, disse Freitas-Junior.

O pesquisador lembra que a chikungunya é uma doença grave não apenas pelo episódio agudo em si – que apresenta um quadro semelhante ao da dengue –, mas por poder deixar como sequela dores articulares altamente debilitantes, que se estendem por meses ou anos, e podem eventualmente incapacitar a pessoa a exercer sua atividade profissional e até mesmo a sair da cama.

Sofosbuvir já é utilizado no tratamento da hepatite C e passou por todos os testes
para uso humano. Isso possibilita que venha a ser mais facilmente empregado
em eventual epidemia de chikungunya prevista para os próximos dois anos
(a imagem mostra hematócitos humanos obtidos do fígado.
À esquerda, infectados pelo chikungunya. À direita, desinfectados
por ação do sofosbuvir, cuja fórmula molecular está no meio da figura
– Imagem: Divulgação via Agência Fapesp

“Não há vacina desenvolvida e as ferramentas para diagnóstico ainda precisam ser otimizadas. O sofosbuvir é algo concreto que pode se tornar uma ferramenta poderosa para lutar contra esse vírus. Os resultados de nossa pesquisa possibilitam que as instituições eventualmente interessadas deem início aos ensaios clínicos”, disse Freitas-Junior.

“Ainda não sabemos com precisão como a droga atua em termos moleculares. O que constamos foi o resultado macroscópico: a eliminação do vírus e a preservação das células. No tratamento da hepatite C, o sofosbuvir se mostrou efetivo por inibir a proteína que sintetiza o genoma viral. Pode ser que ocorra o mesmo no caso da chikungunya, mas o mecanismo de ação ainda precisa ser elucidado”, afirmou Bonotto.

O estudo foi conduzido na Phenotypic Screening Platform (PSP), uma nova iniciativa do Departamento de Microbiologia do ICBP. A PSP desenvolve ensaios de triagem fenotípica, utilizados com sucesso na descoberta de fármacos com novos mecanismos de ação.

A plataforma tem um portfólio com mais de 15 tipos diferentes de ensaios fenotípicos, conduzidos nos padrões preconizados pela indústria farmacêutica. Os ensaios têm sido empregados na estratégia de reposicionamento de fármacos para doenças infecciosas.

Além de Bonotto e de Freitas-Junior, participaram do estudo: Glaucia Souza-Almeida, Soraya Jabur Badra, Luiz Tadeu Figueiredo e Carolina Borsoi Moraes.

O artigo Evaluation of broad-spectrum antiviral compounds against chikungunya infection using a phenotypic screening strategy pode ser lido em https://f1000research.com/articles/7-1730/v1

Fonte:  Jornal da Universidade de São Paulo

Mosquito transgênico pode ser peça-chave no combate às arboviroses

Ao lado do desenvolvimento de vacinas, a produção de mosquitos geneticamente modificados pode se tornar uma das armas mais eficientes para o enfrentamento das epidemias de dengue, chikungunya, zika e febre amarela. 

Machos transgênicos de Aedes aegypti, dotados de espermatozoides defeituosos, foram criados no Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo (ICB-USP) e poderão ser produzidos em escala-piloto ao longo do próximo ano.

“Esses machos transgênicos procuram fêmeas selvagens onde quer que elas se encontrem – inclusive em locais inacessíveis à ação humana. Devido ao defeito introduzido em seus espermatozoides, os ovos resultantes da cópula são inviáveis e isso contribui para a diminuição da população de Aedes aegypti”, disse Margareth Capurro, professora do ICB-USP e principal responsável pelo desenvolvimento desse mosquito modificado por transgenia. 

A pesquisadora ressalva que o Aedes aegypti transgênico não deve ser entendido como estratégia exclusiva de combate, mas como parte de um controle integrado, que vai da educação da população ao desenvolvimento de vacinas, passando pela eliminação de potenciais criadouros (depósitos de lixo, plásticos, garrafas, pneus) e pelo uso de larvicidas e inseticidas.

“Esse mosquito é um produto brasileiro. Seu desenvolvimento teve financiamento da FAPESP e da Agência Internacional de Energia Atômica [organização autônoma no âmbito da ONU, Organização das Nações Unidas]. Por isso, em vez de ser apropriado por alguma empresa privada, com objetivo de lucro, ele deve ser distribuído gratuitamente pela ONU para os 44 países envolvidos no controle de mosquitos. Já argumentei, inclusive, que não cabe requerer patente, pois a tecnologia deve ser doada para qualquer país que a queira adotar”, disse Capurro. 

Segundo ela, foi concluída a fase 1 da pesquisa, com a produção do mosquito no campus da Universidade de São Paulo, em laboratório do ICB-USP. 

“No próximo verão, terá início a fase 2, que é o teste em gaiola de campo. Os mosquitos serão confinados em espaços grandes, com 3 metros quadrados de base, imersos no ambiente natural. O objetivo é saber se eles sobrevivem e são capazes de copular na presença de ventos ou de chuvas. Esse é um teste importante, pois, quando fazemos uma modificação genética, além das características de interesse, podemos induzir também características indesejáveis”, explicou Capurro, que conduziu o projeto de pesquisa “Avaliação e melhoramento de linhagens transgênicas de Aedes aegypti para controle de transmissão de dengue”, apoiado pela FAPESP. 

A fase 2 será realizada na biofábrica da Moscamed Brasil, em Juazeiro, na Bahia. Essa instituição parceira é uma organização social, sem fins lucrativos, criada com base no programa da Agência Internacional de Energia Atômica para o desenvolvimento de variedades estéreis da mosca-da-fruta do Mediterrâneo – daí o nome Moscamed. Tal programa já inspirou a criação de várias biofábricas para produção de insetos transgênicos ao redor do mundo.

Produção em escala-piloto

Cada ciclo de vida de mosquito leva 30 dias. Por isso, a fase 2, com a criação de várias gerações e as respectivas avaliações, precisará se estender por seis a oito meses, aproximadamente de setembro de 2018 a março/abril de 2019. 

Se tudo correr bem, na transição de 2019 para 2020, poderemos ingressar na fase 3, que será a produção do Aedes aegypti geneticamente modificado em escala-piloto, em quantidades de aproximadamente 500 mil indivíduos por semana. 

Nessa fase, o produto poderá receber ainda alguns ajustes. A etapa seguinte será a implementação da estratégia em grande escala. Para isso, a biofábrica de Juazeiro já possui capacidade instalada para produzir 14 milhões de mosquitos transgênicos por semana.

“Mas a produção em Juazeiro ou em outro lugar depende de várias considerações logísticas, que precisam contabilizar custos de produção, custos de transporte, contratação e treinamento de pessoal qualificado etc. Minha intenção é entregar a tecnologia pronta para o Ministério da Saúde e outros ministérios, para que, se houver interesse, seja criado um programa voltado para a implementação. Como o produto será entregue também à ONU, mesmo que o Brasil decida não implementar o programa, outros países poderão implementá-lo”, disse Capurro.

Fonte:  Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Agência FAPESP