Perfis metabólicos de células Vero infectadas com Chikungunya e inibição por Wedelolactona investigados por Metabolômica de RMN

Abstract

Apesar dos danos causados em seres humanos por arbovírus como o Chikungunya, os tratamentos atuais focam-se principalmente em medidas e tratamentos para controlar os mosquitos vetores e proporcionar alívio sintomático por meio de medicamentos analgésicos, os quais, no entanto, têm eficácia limitada em complicações crônicas. Assim, compreender os mecanismos da patogênese viral e as interações e modificações induzidas pelo vírus no organismo é crucial para o desenvolvimento de terapias inovadoras. As pesquisas em metabolômica possibilitam a investigação dos efeitos que esses patógenos exercem sobre seus hospedeiros, analisando metabólitos e suas respectivas vias que sofrem alterações durante a infecção. Além disso, permitem a análise dos efeitos metabólicos de moléculas inibitórias, tanto na infecção viral quanto no metabolismo celular, gerando resultados promissores para estudos voltados à modulação ou inibição de vias essenciais para a replicação viral, visando não prejudicar as células hospedeiras. O foco deste trabalho residiu no uso da metabolômica pela Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear de Alta Resolução com Giro no Ângulo Mágico (1H RMN HR-MAS) para investigar os efeitos metabólicos provocados pelo vírus Chikungunya em células Vero E6, bem como os efeitos causados pelo inibidor da protease viral (nsP2): Wedelolactona (WDL). Os resultados obtidos por meio da técnica de 1H RMN HR-MAS incluem a caracterização metabólica das células Vero E6, nas quais foram identificados um total de 29 metabólitos. Dentre estes, utilizando-se métodos estatísticos e quimiométricos destacaram-se 12 metabólitos diferenciais entre as condições analisadas: aspartato, betaína, creatina, fenilalanina, fosfocolina, glicose, isoleucina, lactato, mio-inositol, prolina e valina. Com base nesses resultados, discutimos as potenciais alterações metabólicas induzidas pela infecção das células com o CHIKV e pela introdução da WDL, tanto em células saudáveis quanto infectadas, fundamentando-nos em dados previamente publicados na literatura. No entanto, é fundamental ressaltar a necessidade premente de estudos adicionais para aprofundar a compreensão dos efeitos sobre o metabolismo, devido a limitações em nosso estudo e também na literatura. Além disso, a integração das diversas áreas ômicas se apresenta como um passo crucial, fornecendo novos insights para o desenvolvimento de moléculas voltadas para a modulação de vias metabólicas como mecanismos antivirais.

Despite the damage caused in humans by arboviruses such as Chikungunya, current treatments primarily focus on prophylactic measures to control vector mosquitoes and provide symptomatic relief through analgesic medication. However, these have limited efficacy in chronic complications. Thus, understanding viral pathogenesis mechanisms and the interactions and modifications induced by the virus is crucial for the development of innovative therapies. Research in metabolomics enables the investigation of the effects these pathogens exert on their hosts by analyzing metabolites and their respective pathways undergoing alterations during infection. Additionally, it allows the analysis of the metabolic effects of inhibitory molecules, both in viral infection and cellular metabolism, generating promising results for studies aimed at modulating or inhibiting essential pathways for viral replication, without harming host cells. The focus of this work was the use of High-Resolution Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy ( 1H NMR HR-MAS) metabolomics to investigate the metabolic effects induced by the Chikungunya virus in Vero E6 cells, as well as the effects of a viral protease inhibitor (nsP2): Wedelolactone (WDL). Results obtained through 1H NMR HR-MAS include the metabolic characterization of Vero E6 cells, identifying a total of 29 metabolites. Among these, 12 differential metabolites were highlighted using statistical and chemometric methods between the analyzed conditions: aspartate, betaine, creatine, phenylalanine, phosphocholine, glucose, isoleucine, lactate, myo-inositol, proline and valine. Based on these results, we discuss potential metabolic alterations induced by CHIKV infection and WDL introduction in both healthy and infected cells, grounding our discussion in previously published literature. However, it is crucial to emphasize the urgent need for additional studies to deepen the understanding of these effects on metabolism due to limitations of our study as well as on available literature. Furthermore, the integration of various omics areas emerges as a crucial step, providing new insights for the development of molecules aimed at modulating metabolic pathways as antiviral mechanisms.