A crise global resultante da pandemia de COVID-19 oportunizou diversas lições para o enfrentamento das próximas pandemias. A testagem em massa de indivíduos suspeitos é uma importante ferramenta para a diminuição da transmissibilidade viral, visto que possibilita o isolamento social precoce de indivíduos infectados. A proteína do nucleocapsídeo de SARS-CoV-2, vírus causador da COVID-19, apresentou ótimo desempenho em ensaios sorológicos de detecção anticorpos em pacientes convalescentes, o que auxiliou a mapear indivíduos infectados assintomáticos ou com sintomas tardios. Os testes sorológicos permitiram a identificação de indivíduos infectados antes da vacinação, inclusive em lugares onde a Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) não era praticada, o que interferiu na elaboração de medidas de saúde pública. Somado a isso, sabe-se que os piores prognósticos da COVID-19 estão relacionados à reação inflamatória exacerbada, causada pela produção e liberação excessiva, aguda e descontrolada de sinalizadores pró-inflamatórios, como as interleucinas IL-1, IL-6, IL-17 e o fator de necrose tumoral alfa (TNF-alfa), que causam dano no epitélio respiratório. As proteínas virais produzidas na célula infectada parecem interferir na resposta imune do hospedeiro, inibindo mecanismos inatos de defesa e regulação da resposta inflamatória. A produção de proteínas recombinantes de SARS-CoV-2 podem viabilizar o desenvolvimento de testes sorológicos com maior sensibilidade e especificidade além auxiliar a elucidar os mecanismos de liberação de citocinas inflamatórias em estudos in vitro. Este trabalho iniciou-se com o desenho de variadas construções para produção de proteínas recombinantes de SARS-CoV-2 para inferir a imunogenicidade através da avaliação da capacidade de detecção de anticorpos no soro de pacientes convalescentes de COVID-19 pelas metodologias de Western Blotting e ELISA (Enzyme Linked ImmunoSorbent Assay). As proteínas recombinantes solúveis produzidas foram 3CLpro, Nsp8, Nucleocapsídeo e seus fragmentos N e C-terminal. Destas, apenas a proteína Nucleocapsídeo e seus fragmentos apresentaram resultados relevantes na detecção de anticorpos no soro de pacientes convalescentes de COVID-19 por Western Blotting e ELISA, com destaque para a sensibilidade e especificidade resultante pelo último método para a proteína inteira (98% e 95%, respectivamente). As proteínas recombinantes 3CLpro, Nsp8, Nucleocapsídeo também foram incubadas em cultura de macrófagos para avaliação da liberação de TNF-alfa, IL-1, e IL-17 relacionadas à tempestade de citocinas observadas em pacientes graves de COVID-19. Esta análise foi prejudicada devido à presença de endotoxinas bacterianas nas proteínas recombinantes em questão, o que poderia interferir nos resultados obtidos, sendo necessária a implementação de novos processos de purificação antes de novos ensaios.

The global crisis resulting from the COVID-19 pandemic provided several lessons for facing future pandemics. Mass testing of suspected individuals is an important tool for reducing viral transmissibility, as it enables early isolation of infected individuals. The nucleocapsid protein of SARS-CoV-2, the virus which causes the COVID-19 disease, showed excellent performance in serological antibody detection assays in convalescent patients, which helped to map asymptomatic infected individuals or those with late symptoms. Serological tests allowed the identification of infected individuals before vaccination, especially in places where the Polymerase Chain Reaction (PCR) diagnosis was not available, contributing to the development of public health measures. In addition, it is known that the prognoses of COVID-19 is related to the exacerbated inflammatory response, caused by the excessive, acute and uncontrolled production and release of pro-inflammatory signals, such as interleukins IL-1, IL-6, IL - 17 and tumor necrosis factor alpha (TNF-Alpha), resulting in extensive epithelial damage. Viral proteins produced in infected cells appear to interfere with the host's immune response, inhibiting innate defense mechanisms and control of the inflammation. The production of recombinant SARS-CoV-2 proteins can enable the development of serological tests with greater sensitivity and specificity, in addition to helping to elucidate the mechanisms of release of inflammatory cytokines in in vitro studies. This work began with the design of several constructs for the production of recombinant SARS-CoV-2 proteins to infer immunogenicity by evaluating the ability to detect antibodies in the serum of patients convalescent from COVID-19 using Western Blotting and ELISA (Enzyme-Linked Immunosorbent Assay). The soluble recombinant proteins produced were 3CLpro, Nsp8, Nucleocapsid and its N and C-terminal fragments. Of these, only the Nucleocapsid protein and its fragments presented relevant results in the detection of antibodies in the serum of convalescent COVID-19 patients by Western Blotting and ELISA, with emphasis on the sensitivity and specificity resulting from the latter method for the whole protein (98% and 95%, respectively). The recombinant proteins were also incubated in macrophage culture to evaluate the production of TNF-alpha, IL-1, and IL-17, related to the cytokine storm observed in severe COVID-19 patients. This analysis was hampered by the presence of bacterial endotoxins in the recombinant proteins in question, which could interfere with the results obtained, making it necessary to implement additional purification processes before the tests.