Quase todo mundo pode dizer que, em alguma fase da vida, foi vítima de um grupo de micro-organismos extremamente resistentes e contagiosos, conhecidos como adenovírus humano. Trata-se de um conjunto de vírus de DNA duplo que ataca principalmente as vias aéreas superiores, mas também é responsável por infecções gastrointestinais e dos olhos. Entre as inúmeras doenças provocadas pelos mais de 50 sorotipos que afetam os humanos, estão a faringite, a conjuntivite, a gastroenterite, a otite e as infecções do trato urinário.

Uma das dificuldades em se desenvolver medicamentos eficazes contra o adenovírus é que, até agora, sua estrutura não era completamente conhecida. Um grupo de cientistas, porém, anunciou na edição de hoje da revista Science que conseguiu, pela primeira vez, revelar a verdadeira “face” do vírus. Com isso, poderão ser desenvolvidas novas terapias gênicas (1) e drogas antirretrovirais. Não foi um trabalho fácil — os cientistas precisaram de 10 anos para decifrar a estrutura do adenovírus. Mas, no fim, podem-se orgulhar da façanha de terem entrado para a história como os responsáveis pelo maior complexo em resolução atômica já revelado, composto por nada menos que 1 milhão de aminoácidos.

Descoberto pela primeira vez em 1950, o adenovírus é a maior classe de agentes causadores de doenças, incluindo a gripe comum. Apesar de o corpo conseguir eventualmente lutar contra a infecção e eliminar o vírus, em crianças e pessoas com sistema imune comprometido, o risco de complicações é grande. Não há remédios contra o agente, de modo que o tratamento, atualmente, se foca nos sintomas.

Ao longo das décadas, diversos cientistas procuraram explorar algumas das propriedades do vírus, como sua estabilidade e habilidade de infectar muitos tipos diferentes de células, na busca da cura para diversas doenças. A esperança é aproveitar esse potencial de se infiltrar para modificá-lo e fazer com que ele passe de bandido a mocinho e seja usado como vetor para levar ao interior celular terapias genéticas.

“Nós aprendemos uma boa quantidade de coisas importantes sobre o vírus a partir de sua estrutura. Isso é muito importante se você quer fazer a reengenharia do vírus para o desenvolvimento de terapias gênicas”, disse ao Correio o professor Glen Nemerow, cientista do Centro de Pesquisas Scripps, na Califórnia, e principal autor do estudo. Ele conta que, em estudos mais antigos, o adenovírus já foi usado em testes para o tratamento de fibrose cística, doença genética que provoca obstrução das vias aéreas. “Mas esses testes falharam porque os cientistas não compreendiam a biologia e as interações celulares do vírus com seu hospedeiro para conseguir usá-lo de forma apropriada.” Ainda assim, o adenovírus é usado, atualmente, em 25% dos ensaios clínicos de terapias gênicas — a maioria, para tratar o câncer e doenças cardiovasculares.

Longo caminho

Para decifrar de vez a estrutura molecular do adenovírus, Nemerow e seu colega Vijav Reddy, também do Centro de Pesquisas Scripps, começaram a estudá-la ainda em 1998. Eles usaram uma técnica conhecida como cristalografia de raios X, a mais indicada para investigar estruturas atômicas complexas. Nesse método, os cientistas produzem grandes quantidades da proteína ou do vírus estudado e fazem com que adquiram a forma de um cristal. O cristal, então, é colocado em frente a um feixe de raios X, que se difunde em várias direções ao atingir os átomos cristalinos. Baseados nos padrões de difração (o desvio da luz ao passar por um objeto), os cientistas conseguem reconstruir o formato da molécula original.

Muitos passos nesse processo foram um desafio para a dupla. O primeiro deles foi produzir os cristais, algo difícil de fazer com o adenovírus, que possui estruturas fibrosas que interferem na cristalização. Depois de anos desenvolvendo técnicas para transformar o vírus em cristal, Nemerow e Reddy novamente falharam: apesar de cristalizado, o vírus não provocava a difração quando exposto aos raios X. O próximo passo foi tentar desenvolver cristais de melhor qualidade, o que levou quase uma década para acontecer.

Enfim, 12 anos depois do primeiro experimento, os cientistas conseguiram decifrar a imagem do adenovírus. Entre as principais descobertas provenientes da construção da estrutura molecular, Nemerow e Reddy identificaram os locais onde o vírus é mais resistente, assim como as regiões nas quais ele se torna mais maleável. “O vírus precisa ser estável para sobreviver no ambiente, mas também tem de ter a habilidade de se desmontar quando entra na célula. E a estrutura revelou os locais onde isso acontece”, conta Nemerow. Agora, segundo cientista, será possível usar essas informações para desenvolver drogas — por exemplo, compostos que evitem que o adenovírus se desintegre e entre na célula, infectando-a.

1 - Problemas hereditários

Também conhecida como geneterapia, trata-se de uma técnica em que genes são inseridos nas células e nos tecidos para se tratar determinada doença, principalmente as provocadas por problemas genéticos e hereditários. Uma molécula transportadora, chamada vetor, precisa ser usada para que o gene terapêutico seja enviado até as células-alvo do paciente.

Três perguntas para Glen Nemerow, professor do Instituto de Pesquisas Scripps

Qual o aspecto mais importante da pesquisa?

Nós aprendemos uma série de coisas importantes sobre o vírus a partir da sua estrutura. Isso é muito importante se você quer fazer uma reengenharia do vírus para o desenvolvimento de terapias gências. Apesar de uma boa quantidade de estruturas virais terem sido decifradas com a técnica que usamos, a cristalografia por raios X, a nossa é a maior até agora. Para se ter uma ideia, o adenovírus tem 1 milhão de aminoáciodos, duas vezes maios do que o PRD1, que era, até agora, o maior vírus já decifrado pela análise atômica.

O que a pesquisa pode acrescentar nas terapias gênicas em relação ao que já se faz, hoje em dia, com o adenovírus?

O adenovírus já foi realmente usado em estudos pioneiros de terapia gênica, para o tratamento de fibrose cística. Mas esses testes falharam porque os cientistas não conseguiram entender a biologia da interação entre o vírus e as células do hospedeiro, de forma a usá-lo apropriadamente. Ainda assim, ele continua sendo usado em cerca de 25% dos testes de terapia gênica humana, a maioria, para câncer e doenças cardiovasculares. Um melhor entendimento do vírus pode ajudar a melhorar esses esforços.

Os senhores levaram 12 anos para decifrar a estrutura molecular do adenovírus. Quais foram os principais entraves?

O primeiro desafio foi produzir os cristais (necessário para se aplicar a técnica de cristalografia por raios X). Outros cientistas tentaram cristalizar o adenovírus, mas falharam porque ele tem fibras que acabam saindo do complexo de vértices. Essas fibras interferem da cristalização, que, para dar certo, precisa que o cristal se comporte como um "pacote fechado". Cada molécula tem de estar completamente dentro do cristal. Qualquer distúrbio pode afetar o "empacotamento" do vírus, então, você não consegue ter a difração. Nós conseguimos cristalizar o adenovírus, mas ele não foi capaz de fazer a difração. Precisamos, então, preparar cristais mais robustos. No total, coletamos dados de mais ou menos 1 mil cristais, sendo que 10% conseguiam fazer a difração. Então, usamos cerca de 100 cristais para decifrar a estrutura, que geraram perto de 20 milhões de reflexões. Começamos, então, a nos chamar de "milionários"...