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National Institutes of Health/EPA/Shutterstock
Desde que o primeiro genoma do coronavírus foi sequenciado em janeiro, pesquisadores de sequenciaram mais de 3 mil, alguns dos quais são geneticamente idênticos



Novas pesquisas indicam que o coronavírus começou a circular na área de Nova York em meados de fevereiro, semanas antes do primeiro caso confirmado, e que os viajantes trouxeram o vírus principalmente da Europa, não da Ásia.

Equipes de pesquisadores independentes da N.Y.U. Grossman School of Medicine chegaram a conclusões surpreendentemente semelhantes , apesar de estudarem grupos diferentes de casos. Ambas as equipes analisaram genomas de coronavírus retirados dos nova-iorquinos a partir de meados de março.

No dia 31 de janeiro, o presidente Donald Trump proibiu a entrada de estrangeiros nos EUA se eles estivessem na China nas duas semanas anteriores. No final de fevereiro, a Itália começava a bloquear cidades, quando Trump decidiu impedir viajantes vindos da Europa, no dia 11 de março. Mas os nova-iorquinos já estavam viajando para casa com o vírus .

"As pessoas estavam inconscientes da situação", disse Adriana Heguy, membro da equipe.

Os pesquisadores pertencem a uma associação internacional de historiadores virais. Eles descobrem a história dos surtos, examinando as pistas embutidas no material genético dos vírus retirados de milhares de pacientes.

Processo

Os vírus invadem uma célula e assumem seu sistema molecular, fazendo com que ela produza novos vírus. O processo é rápido. Como resultado, novos vírus podem obter uma nova mutação que não estava presente em seus ancestrais. Se um novo vírus conseguir escapar do hospedeiro e infectar outras pessoas, seus descendentes herdarão essa mutação.

O rastreamento de mutações virais exige o seqüenciamento de todo o material genético de um vírus - seu genoma . Depois que os pesquisadores coletam os genomas de várias amostras de vírus, eles podem comparar suas mutações.

Programa avançados de computador podem descobrir como todas essas mutações surgiram à medida que os vírus descendiam de um ancestral comum. Se eles obtiverem dados suficientes, poderão fazer estimativas aproximadas de quanto tempo esses ancestrais viveram. Isso ocorre porque as mutações surgem a um ritmo aproximadamente regular, como um relógio molecular.

Maciej Boni, da Penn State University e seus colegas recentemente usaram esse método para ver de onde veio o coronavírus, designado SARS-CoV-2, em primeiro lugar. Embora as teorias da conspiração possam alegar falsamente que o vírus foi inventado em um laboratório, o genoma do vírus deixa claro que ele surgiu em morcegos .

Existem muitos tipos de coronavírus, que infectam humanos e animais. Boni e seus colegas descobriram que o genoma do novo vírus contém várias mutações em comum com cepas de coronavírus que infectam morcegos.

O coronavírus está intimamente relacionado a morcegos-ferradura, originários da China, descobriram os pesquisadores. Mas o novo vírus ganhou algumas mutações únicas desde que se separou do vírus vindo desses animais décadas atrás.

Boni disse que o vírus ancestral provavelmente deu origem a várias cepas que infectaram morcegos-ferradura e, às vezes, outros animais.

"É muito provável que exista uma vasta diversidade não mostrada", disse ele.

É inteiramente possível, disse Boni, que nos últimos 10 ou 20 anos, um vírus híbridotenha surgido em algum morcego-ferradura que também era adequado para infectar seres humanos. Mais tarde, esse vírus conseguiu, de alguma forma, atravessar a barreira das espécies.

"De vez em quando, um desses vírus ganha na loteria", explicou ele.

Em janeiro, uma equipe de pesquisadores chineses e australianos publicou o primeiro genoma do novo vírus. Desde então, pesquisadores de todo o mundo sequenciaram mais de 3 mil tipos. Alguns são geneticamente idênticos, enquanto outros carregam mutações distintas.

Essa é apenas uma pequena amostra da diversidade completa do vírus. Em 8 de abril, havia 1,5 milhão de casos confirmados de Covid-19, e o total verdadeiro é de, provavelmente, muitos milhões a mais. Mas já os genomas do vírus estão revelando contornos ocultos de sua história nos últimos meses.

À medida que novos genomas surgem, os pesquisadores os enviam para um banco de dados online chamado GISAID. Uma equipe de especialistas em evolução de vírus está analisando a crescente coleção de genomas em um projeto chamado Nextstrain. Eles atualizam continuamente a árvore genealógica do vírus.

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National Institutes of Health/EPA/Shutterstock
Uma célula apoptótica fortemente infectada com coronavírus, em amarelo


Os galhos mais profundos dessa árvore pertencem a linhagens da China. A equipe do Nextstrain também usou a taxa de mutação para determinar que o vírus provavelmente se mudou para seres humanos a partir de um hospedeiro animal no final de 2019. Em 31 de dezembro, a China anunciou que os médicos em Wuhan estavam tratando dezenas de casos de uma nova e misteriosa doença respiratória.

Mas os Estados Unidos se atrapalharam ao fazer seus primeiros kits de diagnóstico e, inicialmente, limitaram os testes apenas a pessoas que vieram da China e apresentaram sintomas da Covid-19. "Foi um desastre que não realizamos testes", disse Heguy.

Alguns casos vieram à tona a partir do final de janeiro. Mas foi fácil descartá-los como importações raras que não levaram a surtos locais.

A ilusão foi frustrada no final de fevereiro por Trevor Bedford, professor associado do Centro de Pesquisa em Câncer Fred Hutchinson e da Universidade de Washington, e seus colegas.

Usando o Nextstrain, eles mostraram que um vírus identificado em um paciente no final de fevereiro teve mutação compartilhada por um identificado em Washington em 20 de janeiro.

Os vírus de Washington também compartilharam outras mutações em comum com as isoladas em Wuhan, sugerindo que um viajante havia trazido o coronavírus da China.

Com essa descoberta, Bedford e seus colegas assumiram a liderança no seqüenciamento de genomas de coronavírus. Sequenciar mais genomas em Washington deu a eles uma visão melhor de como o surto começou .

Com o surgimento de novos casos em outras partes dos EUA, outros pesquisadores desenvolveram seus próprios métodos. O primeiro resultado positivo do teste em Nova York foi em 1º de março e, após algumas semanas, os pacientes entraram nos hospitais da cidade. 

Heguy e seus colegas descobriram alguns vírus de Nova York que compartilhavam mutações únicas não encontradas em outros lugares. "É quando você sabe que tem uma transmissão silenciosa há um tempo", disse. Ela estimou que o vírus começou a circular na área de Nova York alguns meses atrás.

E os pesquisadores do Monte Sinai começaram a sequenciar o genoma dos pacientes que chegavam ao hospital. Eles descobriram que os primeiros casos identificados em Nova York não estavam vinculados aos posteriores.

"Duas semanas depois, começamos a ver vírus relacionados entre si", disse Ana Silvia Gonzalez-Reiche, membro da equipe do Monte Sinai.

Gonzalez-Reiche e seus colegas descobriram que esses vírus eram praticamente idênticos aos encontrados em toda a Europa. Eles não podem dizer em que voo específico um vírus chegou à Nova York. Mas escrevem que os vírus revelam "um período de transmissão global não rastreada entre o final de janeiro e meados de fevereiro".

Até agora, os pesquisadores do Monte Sinai identificaram sete linhagens separadas de vírus que entraram em Nova York e começaram a circular. "Provavelmente encontraremos mais", disse van Bakel.

Os genomas do coronavírus também estão revelando indícios de viagens precoces pelos países.

Van Bakel e seus colegas encontraram um vírus de Nova York que era idêntico a um dos vírus de Washington encontrados pelo Dr. Bedford e seus colegas. Em um estudo separado, pesquisadores de Yale encontraram outro vírus relacionado a Washington. Combinados, os dois estudos sugerem que o coronavírus se move de costa a costa há várias semanas.

Peter Thielen, biólogo molecular do Laboratório de Física Aplicada Johns Hopkins, gosta de pensar na propagação de vírus como uma semente de dente de leão pousando em um campo vazio.

A flor cresce e produz sementes próprias. Essas sementes se espalham e brotam. Novas mutações surgem ao longo das gerações, à medida que os dentes-de-leão preenchem o campo. "Mas eles ainda são todos dentes-de-leão", disse Thielen.

Embora as mutações do coronavírus sejam úteis para diferenciar linhagens, elas não têm nenhum efeito aparente sobre como o vírus funciona. E essa é uma boa notícia para os cientistas que trabalham com uma vacina.

Os desenvolvedores de vacinas esperam combater a Covid-19 ensinando o organismo humano a produzir anticorpos que possam se agarrar ao vírus e bloquear sua entrada nas células.


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