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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-6936-6858
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2028-09-16
Title: Estruturas secundárias G-quadruplex no genoma do vírus Mayaro como alvo para estratégias antivirais
Alternate title (s): G-quadruplex secondary structures in the Mayaro virus genome as targets for antiviral strategies
Author: Mina, David Torres
First Advisor: Jardim, Ana Carolina Gomes
First member of the Committee: Cunha, Marielton dos Passos
Second member of the Committee: Santos, Igor de Andrade
Summary: O vírus Mayaro (MAYV) é um alfavírus artritogênico transmitido por mosquitos, sendo o agente etiológico da febre do Mayaro. A infecção é caracterizada por manifestações clínicas debilitantes, como febre, mialgia, artralgia prolongada e dor ocular. O MAYV circula em diversos países das Américas e, destacadamente, no Brasil, onde casos são detectados anualmente. Atualmente, não existem antivirais licenciados para tratamento da infecção por esse vírus. Nesse contexto, os G-quadruplexes (G4s), estruturas secundárias formadas em genomas virais, vêm ganhando relevância devido ao seu envolvimento no controle de processos essenciais do ciclo replicativo, emergindo como potenciais alvos terapêuticos. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo identificar estruturas G4 no genoma do MAYV e avaliar o seu potencial como alvos para estratégias antivirais. Para alcançar esse propósito, inicialmente, análises in silico empregando os preditores QGRS Mapper, pqsfinder e G4Hunter identificaram sequências putativas formadoras de G4 (PQS) nos genomas dos genótipos L e D. O alinhamento de sequências genômicas completas revelou que existem PQS conservadas exclusivas dos genótipos L e D, bem como comuns a todos os genótipos. A partir dessas predições, a PQS localizada na região codificadora da proteína nsP2 (RNA_3411) foi selecionada para caracterização estrutural. Análises por dicroísmo circular (CD) sugeriram que esta sequência adota um perfil de topologia híbrida e antiparalela na presença de íons estabilizadores. Adicionalmente, ensaios de dose-resposta em células Vero E6 infectadas com MAYV-nanoluc demonstraram que o tratamento com os ligantes de G4 TMPyP4, Braco-19 e NMM inibiu a replicação viral de forma dose-dependente, resultando em índices de seletividade (IS) de >12,4, 2 e >2,5, respectivamente. Além disso, ensaios de tempo de adição de droga (ToDA) evidenciaram que TMPyP4 apresenta atividade antiviral na etapa pós-entrada do ciclo replicativo, reduzindo significativamente os títulos virais intra e extracelulares. Ensaios complementares de CD mostraram que a interação do TMPyP4 com o RNA_3411 induz rearranjos conformacionais nas topologias do G4. Por fim, ensaios utilizando oligonucleotídeos antissenso (ASO) específicos contra as PQS do MAYV inibiram, de forma isolada, aproximadamente 50% da replicação viral e não interferiram na ação do ligante TMPyP4 quando coadministrados. Em conjunto, nossos resultados evidenciam a formação de estruturas G4 no genoma do MAYV e sugerem que a modulação dessas estruturas por ligantes representa uma estratégia antiviral promissora.
Abstract: The Mayaro virus (MAYV) is a mosquito-borne arthritogenic alphavirus and the etiologic agent of Mayaro fever. The infection is characterized by debilitating clinical manifestations, such as fever, myalgia, prolonged arthralgia, and ocular pain. MAYV circulates in several countries across the Americas and notably in Brazil, where cases are detected annually. Currently, there are no licensed antiviral drugs for the treatment of this viral infection. In this context, G-quadruplexes (G4s), secondary structures formed within viral genomes, have gained prominence due to their involvement in controlling essential processes of the viral replication cycle, emerging as potential therapeutic targets. Therefore, the present study aimed to identify G4 structures in the MAYV genome and evaluate their potential as targets for antiviral strategies. To achieve this goal, in silico analyses using the predictors QGRS Mapper, pqsfinder, and G4Hunter initially identified putative G4-forming sequences (PQS) within the genomes of genotypes L and D. Alignment of the complete genomic sequences revealed the presence of conserved PQS exclusive to genotypes L and D, as well as sequences common across all genotypes. Based on these predictions, the PQS located in the coding region of the nsP2 protein (RNA_3411) was selected for structural characterization. Circular dichroism (CD) analyses suggested that this sequence adopts a hybrid and antiparallel topological profile in the presence of stabilizing ions. Additionally, dose-response assays in Vero E6 cells infected with MAYV-NanoLuc demonstrated that treatment with the G4 ligands TMPyP4, BRACO-19, and NMM inhibited viral replication in a dose-dependent manner, resulting in selectivity indices (SI) of >12.4, 2.0, and >2.5, respectively. Furthermore, time-of-drug-addition (ToDA) assays revealed that TMPyP4 exhibits antiviral activity during the post-entry stage of the replication cycle, significantly reducing intra- and extracellular viral titers. Complementary CD assays showed that the interaction between TMPyP4 and RNA_3411 induces conformational rearrangements in the G4 topologies. Finally, assays using antisense oligonucleotides (ASO) targeting MAYV PQS inhibited viral replication by approximately 50% when used alone, and did not interfere with the activity of the TMPyP4 ligand when co-administered. Our results demonstrate the formation of G4 structures in the MAYV genome and suggest that the modulation of these structures by ligands represents a promising antiviral strategy.
Keywords: G-quadruplex
Antiviral
Vírus Mayaro
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::MICROBIOLOGIA
Subject: Imunologia
Agentes antivirais
Trinidad e Tobago
Mosquitos como transmissores de doenças
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Imunologia e Parasitologia Aplicadas
Quote: MINA, David Torres. Estruturas secundárias G-quadruplex no genoma do vírus Mayaro como alvo para estratégias antivirais. 2026. 140 f. Dissertação (Mestrado em Imunologia e Parasitologia Aplicadas) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.543.
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.di.2026.543
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/50508
Date of defense: 28-Jul-2026
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 3. Saúde e bem-estar - Assegurar uma vida saudável e promover o bem-estar para todos, em todas as idades.
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