Novas variantes do coronavírus estão surgindo em todo o mundo: tudo o que sabemos

Os cientistas estão apenas começando a entender como as mutações no coronavírus podem afetar a disseminação, a imunidade e as vacinas.

O coronavírus SARS-CoV-2 tem evoluído constantemente desde que foi detectado pela primeira vez em humanos, há um ano. Os vírus se replicam extremamente rápido e, cada vez que o fazem, há uma pequena chance de sofrer mutação. Isso é normal, se você for um vírus.

Mas nas últimas semanas, os cientistas têm investigado variantes do SARS-CoV-2 com um punhado de mutações surgindo muito mais rápido do que o esperado. Normalmente, esperaríamos ver uma ou duas alterações genéticas amplamente inconseqüentes no coronavírus a cada poucos meses. Novas variantes estão surgindo com uma constelação de mutações, todas ao mesmo tempo.

O coronavírus SARS-CoV-2 tem evoluído constantemente desde que foi detectado pela primeira vez em humanos, há um ano. Os vírus se replicam extremamente rápido e, cada vez que o fazem, há uma pequena chance de sofrer mutação. Isso é normal, se você for um vírus.

Mas nas últimas semanas, os cientistas têm investigado variantes do SARS-CoV-2 com um punhado de mutações surgindo muito mais rápido do que o esperado. Normalmente, esperaríamos ver uma ou duas alterações genéticas amplamente inconseqüentes no coronavírus a cada poucos meses. Novas variantes estão surgindo com uma constelação de mutações, todas ao mesmo tempo.

Em dezembro de 2020, o Reino Unido anunciou uma variante do coronavírus, e duas outras variantes foram detectadas posteriormente na África do Sul e no Brasil. Não há, por enquanto, nenhuma razão para temer essas variantes ou como o coronavírus está sofrendo mutação – os cientistas e a Organização Mundial da Saúde sugerem que nossas medidas de proteção atuais de distanciamento social e mascaramento também funcionam contra elas. No entanto, os cientistas estão monitorando e avaliando de perto, porque eles podem piorar a pandemia se forem mais transmissíveis ou podem escapar do nosso sistema imunológico e vacinas.

Epidemiologistas, virologistas e imunologistas agora têm a tarefa de entender como essas mutações nas novas variantes podem alterar o vírus e como nossos corpos respondem a elas. As mutações podem alterar o SARS-CoV-2 de tal forma que ele pode até mesmo evitar a resposta imune gerada pelas vacinas. A pesquisa preliminar mostra que as vacinas atuais devem ser capazes de lidar com as três variantes mais preocupantes, mas os dados continuam a rolar. No domingo, a África do Sul suspendeu temporariamente o uso da vacina AstraZeneca-Oxford depois que um pequeno ensaio clínico descobriu que ela não protegia destinatários de tiro de uma variante de movimento rápido do vírus descoberto pela primeira vez no país.

Os cientistas podem ver a evolução do vírus em tempo real e estão em uma corrida para descrever como essa evolução pode afetar nossa imunidade e, no futuro, tratamentos e vacinas. Aqui, estamos compartilhando tudo o que sabemos sobre as variantes do COVID-19 e as várias maneiras esotéricas pelas quais os cientistas discutem mutações e evolução.

Como o coronavírus sofre mutação?

O coronavírus é um vírus de RNA, o que significa que sua sequência genética completa, ou genoma, é um molde de fita simples (humanos e outros mamíferos, ao contrário, usam DNA de fita dupla). O modelo do SARS-CoV-2 é feito de quatro bases – denotadas pelas letras a, c, u e g – em uma sequência específica, com cerca de 30.000 letras.

O modelo fornece instruções sobre como construir todas as proteínas que formam uma nova partícula de coronavírus. Para se replicar, o SARS-CoV-2 precisa assumir o controle de uma célula hospedeira e usá-la como uma fábrica, sequestrando o maquinário interno. Uma vez que ele se infiltra em uma célula, ele precisa ler o modelo de RNA.

Crítica para este processo é uma enzima conhecida como RNA polimerase dependente de RNA, ou RdRp. Ele tem um trabalho e é péssimo nisso. “Esta é uma enzima que comete muitos erros ao se replicar”, diz Roger Frutos, microbiologista molecular do Centro de Pesquisa Agrícola da França para o Desenvolvimento Internacional, ou CIRAD. O RdRp introduz erros durante a replicação, produzindo novos vírus com modelos ligeiramente diferentes. As alterações no modelo são conhecidas como mutações.

As mutações geralmente têm pouco efeito sobre um vírus, mas às vezes mudam tanto o modelo que causam mudanças na estrutura física do vírus. “Um mutante não significa que seja 10 vezes mais assustador ou 10 vezes mais mortal”, diz Tyler Starr, biólogo computacional do Fred Hutchinson Cancer Research Center. “As mutações têm efeitos incrementais.”

Isso pode ser ruim para o SARS-CoV-2, criando um vírus zumbi inútil. Às vezes, pode conferir uma vantagem, como permitir que o vírus se ligue mais fortemente a uma célula hospedeira ou ajudá-lo a escapar da resposta imunológica.

Cientistas e pesquisadores identificam mutações sequenciando o SARS-CoV-2 isolado de pacientes, observando as 30.000 letras inteiras de seu genoma. Eles comparam isso com os primeiros vírus registrados, aqueles detectados em Wuhan, na China, em pacientes em dezembro de 2019, e vêem como eles mudaram. “Nunca vemos vírus agora que se parecem exatamente com o que havia em Wuhan”, disse Stuart Turville, imunovirologista do Kirby Institute, na Austrália.

Se os pesquisadores perceberem que uma mutação está se tornando mais prevalente na população, é possível que ela tenha alterado as características do SARS-CoV-2.

Quais são as variantes do coronavírus?

Quaisquer mutações no genoma do coronavírus resultam em variantes do vírus, mas algumas são mais preocupantes do que outras. No final de 2020, três variantes foram identificadas com mutações que podem tornar o SARS-CoV-2 mais transmissível ou, no caso de uma variante, mais mortal.

As variantes são descritas por vários nomes, o que torna as coisas um pouco confusas, mas os cientistas se referem a elas por sua linhagem, dando-lhes um descritor baseado em letras com base em sua ancestralidade. Eles estão:

Essas não serão as últimas variantes do SARS-CoV-2 que surgirão, e os cientistas continuam a rastrear mudanças no genoma. Quaisquer mudanças podem ser úteis para epidemiologistas genômicos para avaliar a dinâmica e os padrões de transmissão, por sua vez, ajudando a informar as unidades de saúde pública para alterar sua resposta a quaisquer ameaças emergentes. “Estamos assistindo o tempo todo”, diz Catherine Bennett, cadeira de epidemiologia na Deakin University, na Austrália.

Mas por que essas três variantes são particularmente preocupantes? Eles compartilham características comuns que a análise inicial sugere que podem permitir que se espalhem mais facilmente ou evitem a resposta imunológica. Isso parece resultar, pelo menos parcialmente, de como esses mutantes alteram a estrutura da proteína spike SARS-CoV-2, que permite ao vírus sequestrar células e transformá-las em fábricas.

Como as mutações causam mudanças estruturais?

Cada partícula SARS-CoV-2 é coberta por pontas. A infiltração de uma célula requer que as projeções em forma de clube travem uma proteína na superfície de uma célula humana conhecida como ACE2, o que facilita a entrada viral.

Mas as protrusões virais também são reconhecidas pelo sistema imunológico humano. Quando as células do sistema imunológico detectam o pico de SARS-CoV-2, elas começam a bombear anticorpos para evitar que ele se fixe no ACE2 ou enviar outras células para destruir o vírus. Os anticorpos também se prendem ao espigão e podem impedir efetivamente que ele se fixe a uma célula. Isso coloca o pico sob extrema pressão evolutiva. Mutações que alteram o pico e ajudam a evadir células imunológicas ou anticorpos ou se fixam em ACE2 com mais força podem fornecer uma vantagem de sobrevivência.

Todas as variantes listadas acima compartilham mutações em uma região do pico conhecida como domínio de ligação ao receptor, que contata diretamente ACE2. Se as mutações causam mudanças estruturais no RBD, ele pode se ligar ao ACE2 de forma diferente e pode, por exemplo, impedir que o sistema imunológico o reconheça como perigoso.

É aqui que as coisas ficam um pouco confusas, mas é importante entender como os cientistas denotam mutações específicas e por que você está vendo todos esses números e letras voando por aí.

Lembre-se de que cada genoma de RNA (o modelo) contém quatro bases moleculares denotadas pelas letras a, c, u e g. Quando este modelo é lido, cada combinação de três letras ou “códon” (GAU, por exemplo) corresponde a um aminoácido. Uma cadeia de aminoácidos se torna uma proteína.

Mas aqui está a parte confusa: os aminoácidos também são denotados por um código de uma única letra, não relacionado às letras do modelo de RNA. O aminoácido alanina, por exemplo, é A. O ácido aspártico é D. Glicina é G.

Por que isso é importante? Porque os cientistas discutem e estudam as mutações do coronavírus no nível dos aminoácidos.

Por exemplo, já vimos uma variante do SARS-CoV-2 surgir e dominar o mundo.

Em algum momento no início de 2020, o coronavírus pegou uma mutação que resultou em um aumento na infectividade. Uma mutação no molde do RNA mudou de “a” para “g”, o que causou a formação de um aminoácido diferente no RBD do pico. Essa mudança foi benéfica para o vírus e agora é a forma dominante que vemos em todo o mundo.

A mutação é conhecida como D614G. Esta notação, letra-número-letra, corresponde a uma mudança no aminoácido na posição 614, de ácido aspártico (D) para glicina (G).

Está confuso? Com certeza. Importante? Absolutamente. Esta convenção de nomenclatura é importante para compreender mutações importantes nas três novas variantes do COVID-19.

Quais mutações de coronavírus preocupam mais os cientistas?

Existem várias mutações em todas as três variantes do genoma do RNA, mas vamos nos concentrar no pico aqui. B.1.1.7 tem oito mutações em seu pico, B.1.351 tem sete e P.1 tem 10. Nem todas essas mutações são iguais, mas algumas se sobrepõem – ou seja, o vírus desenvolveu mutações semelhantes em locais diferentes em todo o mundo, um processo conhecido como “evolução convergente”.

Existem três mutações, todas encontradas no RBD do pico, que podem afetar o vírus ou como nossos anticorpos respondem a uma infecção:

Os cientistas estão apenas começando a entender como essas mudanças individuais podem beneficiar o SARS-CoV-2 e se estão aumentando sua infectividade e transmissibilidade ou tornando-os mais propensos a evadir a resposta imunológica. Existem evidências emergentes de que, por si só, podem não ser alterações significativas – mas quando encontradas em combinação com outras mutações, podem facilitar diferenças mais preocupantes do SARS-CoV-2 “original”.

O N501Y é encontrado em todas as variantes e é uma das mutações nas quais os cientistas estão mais interessados.

A mudança de uma asparagina (N) para uma tirosina (Y) mostrou aumentar a capacidade do SARS-CoV-2 de se ligar à ACE2 e, em camundongos, aumentar sua infectividade. Atualmente, não se sabe se esta alteração provocaria quaisquer alterações na mortalidade ou morbidade do COVID-19. No entanto, a mudança não parece afetar a capacidade da vacina Pfizer / BioNTech de estimular anticorpos, de acordo com uma pesquisa preliminar publicada no servidor de pré-impressão bioRxiv. Isso é uma boa notícia.

Além do N501Y, as variantes B.1.351 e P.1 têm mais duas mutações: E484K e K417N / T, ambas alterando a sensibilidade do vírus aos anticorpos. Essas mudanças são um pouco mais preocupantes.

As duas mutações estão em regiões do RBD às quais os anticorpos podem se ligar. Os pesquisadores estão preocupados com o E484K em particular, e as mutações neste local podem reduzir a capacidade de neutralização dos anticorpos mais de 10 vezes. Isso poderia ter o maior impacto na geração de imunidade, de acordo com um artigo pré-impresso publicado em 4 de janeiro. Outro pré-impresso, publicado em 26 de janeiro, aponta para E484K como uma mutação chave na diminuição da atividade do anticorpo contra COVID-19. É preocupante que a mutação apareça em 100% dos casos infectados com a variante P.1 – e os cientistas estão preocupados que ela esteja permitindo um número significativo de reinfecções no Brasil.

A mudança de aminoácidos em 417 também é interessante. Na variante B.1.351 da África do Sul, é K417N. Na variante P.1 é K417T. A mudança de aminoácidos é diferente, mas parece resultar em um efeito semelhante – melhorando a evasão de anticorpos. Estudos preliminares revelam que a posição K417 é um importante alvo de anticorpos neutralizantes também, sugerindo que ambas as mutações podem ajudar o vírus a escapar da imunidade mediada pela vacina e adquirida naturalmente.

O governo do Reino Unido também viu a mutação E484K em pelo menos 43 casos, de acordo com um briefing técnico recente e a BBC.

Variantes de vigilância

Estas são apenas três das muitas mutações que os cientistas estão descobrindo nas novas variantes – como todas elas se encaixam na realidade é muito mais complicado, e muitas outras mutações que alteram o SARS-CoV-2 estão esperando para serem descobertas. Por exemplo, um artigo publicado em 28 de janeiro na Cell discute a variante N439K e sua capacidade de evitar anticorpos.

Felizmente, os cientistas podem se antecipar a essas variantes estudando as mutações que podem ocorrer no SARS-CoV-2. Isso é fundamental para o trabalho realizado por Starr e alguns de seus colegas no Fred Hutchinson Cancer Research Center. “Estamos gerando esses mapas onde apenas levantamos todas as possíveis mutações que podem ocorrer no RBD”, diz Starr.

Quando uma nova variante surge, outros pesquisadores podem olhar para esses mapas e ver como a mutação afeta as propriedades bioquímicas do vírus. Liga melhor? Pior? É mais provável que ele evite o sistema imunológico? Starr explica que este trabalho permitiu mapear como as mutações podem evitar tratamentos, como aqueles usados ​​por Regeneron ou Eli Lilly e podem informar a vigilância e resposta a variantes emergentes.

Você deve se preocupar com as variantes do coronavírus?

Atualmente, não há evidências suficientes para sugerir que as variantes estão causando mortalidade mais significativa ou doenças mais graves – o que significa que os conselhos de saúde pública permanecem praticamente inalterados. O uso de máscaras, o distanciamento social e uma boa higiene das mãos e das vias respiratórias são as melhores formas de prevenir a propagação da doença. O coronavírus não sofreu mutação para superar essas medidas.

Uma questão mais urgente é como as variantes e suas mutações podem afetar vacinas e tratamentos e se irão aumentar a taxa de reinfecção. As vacinas estimulam a imunidade ao mostrar ao corpo uma versão inofensiva do vírus, que pode produzir anticorpos que percorrem nossos corredores internos em busca de invasores. Esses anticorpos podem não ser adeptos de capturar e neutralizar variantes, como explicado acima – mas os pesquisadores não têm um bom controle dos dados no momento.

Mesmo assim, os fabricantes de vacinas começaram a planejar variantes que afetam negativamente a resposta imunológica. Um relatório na revista Science em 26 de janeiro destaca os esforços da Moderna para olhar em frente e potencialmente mudar a formulação de sua vacina de mRNA e fornecer tiros de “reforço” que poderiam proteger contra novas variantes que possam surgir.

Em 28 de janeiro, a empresa de biotecnologia Novavax divulgou notícias de resultados de testes clínicos em estágio final de sua própria vacina candidata. O estudo foi conduzido em pacientes no Reino Unido e na África do Sul, com resultados mistos. No Reino Unido, a Novavax afirma que sua vacina tinha cerca de 89,3% de eficácia, mas na África do Sul, onde a variante mais evasiva está circulando, essa eficácia caiu para 60%. Este resultado é preocupante e torna um caso urgente para avaliar nossas vacinas atuais contra as novas variantes emergentes.

Além disso, se as variantes infectarem alguém que já foi infectado pelo COVID-19, há uma chance de o sistema imunológico não montar uma resposta adequada e bloquear a infecção. Existem dados limitados sobre isso, embora a variante P.1 tenha sido detectada em um caso de reinfecção no Brasil. O paciente foi exposto a uma variante anterior do SARS-CoV-2, mas depois adquiriu P.1 e os cientistas acreditam que eles podem ter passado por um segundo período em que foram capazes de transmitir a doença novamente. Mais trabalho é necessário para compreender totalmente este fenômeno.

Em última análise, o COVID-19 continua a se espalhar pelo globo e mais novas infecções significam mais oportunidades para o SARS-CoV-2 evoluir. O vírus não pode evoluir sem nós – na verdade, não pode sobreviver sem nós. A maneira mais simples de evitar o surgimento de novas variantes é impedir que o vírus se espalhe. Nossos esforços precisarão se concentrar em acelerar o lançamento da vacina em todo o mundo e continuar a praticar as medidas de distanciamento e higiene que já conhecemos.

As informações contidas neste artigo são apenas para fins educacionais e informativos e não têm como objetivo aconselhamento médico ou de saúde. Sempre consulte um médico ou outro profissional de saúde qualificado a respeito de qualquer dúvida que possa ter sobre uma condição médica ou objetivos de saúde.

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John Doe

Curioso e apaixonado por tecnologia.

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