Engenharia de vetores virais: pesquisadores desenvolvem controle proteolítico da infecção.

Autor: Dinler Antunes, pós-doutorando no Departamento de Ciências da Computação da Rice University, no Texas/EUA.

Apesar dos desafios técnicos e das frustrações com a lenta transição entre pesquisa básica e a sua aplicação no contexto de estudos clínicos, gradualmente a terapia gênica vem se consolidando como uma poderosa e versátil ferramenta, com uma infinidade de aplicações para a saúde humana (Wang et al., 2014). Neste contexto, vetores virais como as partículas adeno-associadas chamam atenção por suas características intrínsecas, como tropismo por diversos tecidos e baixa imunogenicidade (Zinn et al., 2014). No entanto, considerando a complexidade dos sistemas biológicos e os riscos envolvidos neste tipo de abordagem, o sucesso de uma terapia gênica usualmente depende da eficiente transferência do transgene especificamente para a população de células alvo. Este refinado controle do vetor viral exige algumas ferramentas que não estão naturalmente presentes nas partículas originais, mas que podem ser planejadas e adicionadas utilizando-se nanotecnolgia e bioengenharia (Guenther et al., 2014, Sen D., 2014).  

Um exemplo interessante de bioengenharia de vetor adeno-associado vem sendo desenvolvido pela equipe da pesquisadora norte-americana Junghae Suh (Judd et al., 2014). O esquema (esquerda/acima) descreve o mecanismo de modo simplificado, enquanto a figura (esquerda/abaixo) mostra a real estrutura da partícula modificada: proteínas representadas em cartoon, com o capsídio viral em azul e os peptídeos cliváveis em vermelho.

Resumidamente, os pesquisadores adicionaram à estrutura do capsídeo diversas cópias de um peptídeo negativamente carregado contendo uma sequência de clivagem, especificamente reconhecida por uma protease. Na ausência desta protease, o peptídeo serve como um "cadeado" que bloqueia a interação da partícula com receptores na superfície celular, impedindo a infecção e a consequente liberação do transgene. Na presença da protease, o peptídeo é clivado e a infecção ocorre, seguida da transferência gênica. 

Para demonstrar o potencial desta tecnologia no que se refere ao refinado controle sobre a liberação do transgene, os autores também realizaram experimentos com partículas contendo peptídeos reconhecidos por diferentes proteases. No exemplo indicado na figura abaixo, o vetor viral possui dois peptídeos diferentes e a infecção da célula alvo só acontece na presença de ambas as proteases ("azul" e "vermelha"). Infelizmente, a eficiência da terapia gênica utilizando estas partículas modificadas ainda é bastante inferior àquela obtida com o vetor-adeno-associado selvagem. Conforme discutido por Junghae Suh em um evento voltado a engenharia de tecidos, os segmentos petídicos remanescentes (após a clivagem) não estão impedindo a infecção das células alvo, mas parecem estar interferindo em alguma etapa intracelular subsequente. De qualquer modo, os resultados são muito interessantes e abrem caminho para novas formas de controle e direcionamento de terapia gênica utilizando vetores virais modificados.      

As figuras utilizadas neste post foram obtidas diretamente do site do Laboratório de Virologia Sintética (Rice University, Houston-TX) e do artigo original (Judd et al., 2014).