Projeto 1 – Desenvolvimento de uma nova estratégia de inibição in vitro de Zika Vírus e Influenza Vírus utilizando a técnica de edição de RNA CRISPR-Cas13 como alternativa de tratamento
Financiamento: FAPESP
Pesquisador responsável: Edison Luiz Durigon
Pesquisador associado: Flávio da Silva Mesquita
Na última década, o mundo tem vivenciado um aumento significativo de doenças emergentes e reemergentes. Diversas pandemias de gripe causadas pelo vírus da Influenza já foram descritas, sendo que a última ocorreu há menos de dez anos. O perigo de uma nova pandemia está sempre presente, principalmente pela alta capacidade de mutação desse vírus.
O aumento da frequência de vírus mutantes em circulação tem causado preocupação, uma vez que um dos inibidores da proteína de superfície neuraminidase (Oseltamivir) é o antiviral mais prescrito para o controle de infecções por influenza. O surgimento de cepas resistentes ao Oseltamivir entre os vírus da Influenza A (H1N1) reflete a necessidade de se encontrar novas formas de tratamento.
Nesse contexto, destaca-se a ferramenta de edição genômica CRISPR-Cas, desenvolvida a partir de um mecanismo de defesa imune adquirida de procariotos. Uma técnica amplamente conhecida utiliza a proteína Cas9, que possui o DNA genômico como alvo. No entanto, uma nova nucleasse Cas tem ganhado notoriedade: a proteína Cas13, que manipula moléculas de RNA em vez de DNA. A técnica já foi utilizada como rastreador de RNA in vivo, como método diagnóstico e como editor genômico
Ao desenvolver uma alternativa terapêutica para vírus de RNA – como é o caso da Influenza –, é importante testar o tratamento tanto em vírus de senso negativo (RNA-) quanto em vírus de senso positivo (RNA+). Por isso, além do vírus da Influenza, que possui genoma de RNA-, a escolha para vírus de RNA+ foi o Zika, devido ao seu impacto na saúde pública brasileira e mundial.
O objetivo do projeto é utilizar a nova técnica CRISPR-Cas13 como forma de tratamento para os vírus Influenza e Zika, levando em conta particularidades dos genomas destes vírus que seriam excelentes alvos para a proteína Cas13. Além disso, o trabalho também ampliará os conhecimentos sobre essa nova nuclease ao testar novas formas de entrega/transfecção, possibilitando agregar novas peças ao estudo de editores genômicos.
Projeto 2 – Padronização da técnica SHERLOCK (Specific High-Sensitivity Enzymatic Reporter Unlocking) utilizando a proteína Cas13a para diagnóstico do Vírus Respiratório Sincicial em pacientes pediátricos
Financiamento: FAPESP
Pesquisador responsável: Edison Luiz Durigon
Pesquisadora associada: Camila Pereira Soares
Segundo o programa de estratégia e vigilância para o Vírus Respiratório Sincicial Humano (VRS) da OMS de 2017, o número de casos de infecção respiratória do trato inferior associados ao VRS chega a 33 milhões anualmente, o que resulta em 59.600 mortes de crianças menores de 5 anos e 27.300 mortes de crianças menores de 6 meses. Cerca de 50 a 70% das infecções infantis ocorrem nos dois primeiros anos de vida e estão relacionadas ao desenvolvimento de asma e de doenças respiratórias crônicas na vida adulta.
Estudos mais recentes têm apontado a contribuição do VRS para a morbidade e mortalidade em idosos e em pessoas imunocomprometidas, como transplantados e pacientes HIV positivos, sustentando o slogan “An Illness for All Ages”, na tentativa de chamar a atenção para a busca de medidas preventivas, tratamentos e diagnóstico contra o VRS também para adultos.
Um dos métodos de diagnóstico mais utilizados atualmente para o VRS é o PCR (Reação em Cadeia da Polimerase), que possui alta sensibilidade e especificidade e permite resultados mais rápidos. No entanto, a técnica ainda é cara e exige uma instalação especializada, que a maioria dos laboratórios e hospitais não possui.
Nesse sentido, o projeto irá investigar a técnica CRISPR-Cas, que tem apresentado bons resultados na área de diagnóstico molecular de doenças infecciosas. O objetivo é utilizar a proteína Cas13a para detectar o Vírus Respiratório Sincicial diretamente de material clínico de crianças com doença respiratória aguda e comparar com a técnica padrão de Real Time PCR. A hipótese é que a técnica CRISPR pode gerar um diagnóstico mais rápido, mais barato e com um nível semelhante de especificidade e sensibilidade.
Projeto 3 – Interferência com a montagem de vírus SARS-CoV-2 direcionados à proteína E por rational drug design
Pesquisador responsável: Carsten Wrenger
Colaboradores: Edison Luiz Durigon, Christian Betzel (Universidade de Hamburgo, Alemanha), Alke Meents (Síncrotron Alemão de Elétrons – DESY), Thales Kronenberger (Universidade de Turbingen, Alemanha)
Estudantes envolvidos: Lizdany Florez Alvarez (Doutoranda FAPESP)
A pesquisa se dedica à drug discovery contra infecções virais como o SARS-CoV-2. Em particular, o projeto tem como alvo as peculiaridades estruturais do processamento de proteínas durante a progressão viral.