Expressão heteróloga de antígeno de SARS-CoV-2 em Nicotiana benthamiana e identificação de coronavírus em água de esgoto

Abstract

Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) pertence à família Coronaviridae e abrange um vírus que afeta mamíferos e aves. O vírus é o agente etiológico da doença COVID-19, que causou uma pandemia de extrema gravidade e até o momento resultou em aproximadamente 774.075.242 casos no mundo, deste total, 7,012,986 mortes. Neste cenário, diversos grupos de pesquisa em todo o mundo estão aprimorando ferramentas científicas para o desenvolvimento de estratégias diagnósticas, como a produção de proteínas heterólogas aplicáveis à testes rápidos. Neste sentido, para contribuir para o controle da pandemia, o presente trabalho buscou expressar de forma heteróloga o antígeno de SARS-CoV2 em Nicotiana benthamiana e identificar coronavírus em água de esgoto no intuito de contribuir no combate das epidemias. Em uma etapa posterior, foi realizado um estudo metagenômico em uma unidade de tratamento de esgoto de Brasília (DF) – Unidade Asa Norte (CAESB), mediante a coleta de amostras de água de esgoto nos meses de março e maio de 2016, e maio e agosto de 2020, com o intuito de descrever as principais sequências virais relacionadas à Coronaviridae presentes neste ambiente. Neste sentido, as amostras foram representadas como E163 e 165 para àquelas coletadas em março e maio de 2016, e E205 e E208 para os elementos coletados em maio e agosto de 2020. Para o teste de detecção, buscouse a expressão de genes que codificam parte das proteínas estruturais S (S1-N) e NC do SARSCoV-2 em Nicotiana benthamiana, empregando o vetor viral vegetal baseado no agente pepper ringspot virus. Seguiu-se com a purificação das proteínas recombinantes e sua avaliação em testes sorológicos para uma detecção em escala laboratorial de SARS-CoV-2. Clones recombinantes foram produzidos e agroinoculados em plantas de fumo, obtendo-se 39.5 µg de S1-N e 46.0 µg de NC por grama de folha seca. Essas proteínas reagiram positivamente (n=5) com soros de pacientes positivos ao vírus, demonstrando o potencial de aplicação em kits de detecção. Posteriormente, pela análise metagenômica de amostras do esgoto, foram identificados fragmentos de genoma relacionados a espécies como Alphacoronavirus 1 e SARS-CoV-2, de forma que foi possível a quantificação de RNA viral da última espécie nas amostras coletadas em 2020, sendo que para E205 correspondeu à 4931 cópias por µL de amostra, e para E208 foi de 3367 copies por µL de amostra. Os dados presentes neste trabalho apontam inicialmente a viabilidade da produção destas proteínas recombinantes e sua possível aplicação no segmento diagnóstico, uma vez que a estratégia de produção pode ser facilmente replicada. Além disso, os dados oriundos das amostras de esgoto podem contribuir para a identificação e consequente monitoramento dos vírus presentes neste ambiente.