Variantes do coronavírus, vacinas de mutação viral e Covid-19: a ciência que você precisa entenderO vírus SARS-CoV-2 sofreu mutação. Aitor Diago / Moment via Getty Images

O vírus SARS-CoV-2 sofreu mutação rápida. Isso é uma preocupação porque estes mais variantes transmissíveis de SARS-CoV-2 agora estão presentes nos EUA, Reino Unido e África do Sul e em outros países, e muitas pessoas estão se perguntando se as vacinas atuais protegerão os receptores do vírus. Além disso, muitos questionam se seremos capazes de mantenha-se à frente das futuras variantes do SARS-CoV-2, que certamente surgirá.

No meu laboratório Eu estudo a estrutura molecular dos vírus de RNA - como aquele que causa COVID-19 - e como eles se replicam e se multiplicam no host. À medida que o vírus infecta mais pessoas e a pandemia se espalha, o SARS-CoV-2 continua a evoluir. Este processo de evolução é constante e permite ao vírus amostrar seu ambiente e selecionar mudanças que o façam crescer com mais eficiência. Assim, é importante monitorar os vírus em busca de novas mutações que podem torná-los mais mortais, mais transmissíveis ou ambos.

Variantes do coronavírus, vacinas de mutação viral e Covid-19: a ciência que você precisa entenderAs pessoas esperam por uma vacina COVID-19 durante o terceiro bloqueio nacional da Inglaterra para conter a disseminação do coronavírus. Gareth Fuller / PA Images via Getty Images

Os vírus de RNA evoluem rapidamente

O material genético de todos os vírus é codificado em DNA ou RNA; uma característica interessante de Vírus de RNA é que eles mudam muito mais rapidamente do que os vírus de DNA. Cada vez que fazem uma cópia de seus genes, cometem um ou alguns erros. É esperado que isso ocorra muitas vezes dentro do corpo de um indivíduo infectado com COVID-19.


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Pode-se pensar que errar nas informações genéticas é ruim - afinal, essa é a base das doenças genéticas em humanos. Para um vírus de RNA, uma única mudança em seu genoma pode torná-lo "morto". Não é tão ruim se dentro de uma célula humana infectada você estiver fazendo milhares de cópias e algumas não forem mais úteis.

No entanto, alguns genomas podem detectar uma mudança que é benéfica para a sobrevivência do vírus: talvez a mudança permita que o vírus evite um anticorpo - uma proteína que o sistema imunológico produz para capturar os vírus - ou um medicamento antiviral. Outra mudança benéfica pode permitir que o vírus infecte um tipo diferente de célula ou mesmo uma espécie diferente de animal. Este é provavelmente o caminho que permitiu SARS-CoV-2 para passar de morcegos para humanos.

Qualquer mudança que dê aos descendentes do vírus uma vantagem competitiva de crescimento será favorecida - “selecionada” - e começará a superar o vírus original. SARS-CoV-2 está demonstrando esse recurso agora com novas variantes surgindo que têm propriedades de crescimento aprimoradas. Compreender a natureza dessas mudanças no genoma fornecerá aos cientistas orientação para desenvolver contramedidas. Este é o cenário clássico de gato e rato.

Em um paciente infectado, existem centenas de milhões de partículas de vírus individuais. Se você fosse lá e pegasse um vírus de cada vez nesse paciente, encontraria uma série de mutações ou variantes na mistura. É uma questão de quais têm uma vantagem de crescimento - isto é, quais podem evoluir porque são melhores do que o vírus original. Esses são os que terão sucesso durante a pandemia.

Das mutações detectadas, há uma preocupação em particular?

Qualquer variante ou alteração no vírus provavelmente não é tão problemática. Uma única mudança na proteína do pico - que é o região do vírus que se liga às células humanas - provavelmente não será uma grande ameaça, pois a comunidade médica distribui as vacinas.

Variantes do coronavírus, vacinas de mutação viral e Covid-19: a ciência que você precisa entenderA nova variante do coronavírus SARS-CoV-2, B.1.1.7., Foi identificada pela primeira vez no Reino Unido em dezembro. O objeto vermelho é uma proteína de pico do coronavírus e interage com o receptor ACE2 (azul) na célula humana para infectá-lo. As mutações da nova variante são marcadas, mostrando sua posição na proteína do pico. Juan Gaertner / Science Photo Library via Getty Images

As vacinas atuais induzem o sistema imunológico a produzir anticorpos que reconhecem e têm como alvo a proteína spike do vírus, que é essencial para a invasão de células humanas. Os cientistas observaram o acúmulo de múltiplas mudanças na proteína spike na variante sul-africana.

Essas alterações permitem que o SARS-CoV-2, por exemplo, se ligue mais firmemente ao receptor ACE2 e entre nas células humanas de forma mais eficiente, de acordo com estudos preliminares não publicados. Essas alterações podem permitir que o vírus infecte as células com mais facilidade e aumentar sua transmissibilidade. Com várias mudanças na proteína do pico, as vacinas podem não produzir mais uma forte resposta imunológica contra esses novos vírus variantes. Isso é um golpe duplo: uma vacina menos eficaz e um vírus mais robusto.

No momento, o público não precisa se preocupar com as vacinas atuais. Os principais fabricantes de vacinas estão monitorando o quão bem suas vacinas controlam essas novas variantes e estão prontos para ajustar o design da vacina para garantir que eles irão proteger contra essas variantes emergentes. A Moderna, por exemplo, afirmou que vai ajustar a segunda injeção ou reforço para corresponder mais de perto a sequência da variante sul-africana. Teremos que apenas esperar e ver, à medida que mais pessoas recebem vacinas, se as taxas de transmissão cairão.

Por que está baixando a chave de transmissão?

Uma queda nas taxas de transmissão significa menos infecções. Menos replicação do vírus leva a menos oportunidades para o vírus evoluir em humanos. Com menos oportunidades de mutação, a evolução do vírus fica mais lenta e há um risco menor de novas variantes.

A comunidade médica precisa dar um grande empurrão e vacinar o máximo de pessoas e, assim, proteger o máximo possível. Do contrário, o vírus continuará a crescer em um grande número de pessoas e produzirá novas variantes.

Como as novas variantes são diferentes

A A variante do Reino Unido, conhecida como B.1.1.7., Parece se ligar mais fortemente ao receptor de proteína chamado ACE2, que está na superfície das células humanas.

Não acho que vimos evidências claras de que esses vírus são mais patogênicos, o que significa mais mortais. Mas eles podem ser transmitidos de forma mais rápida ou eficiente. Isso significa que mais pessoas serão infectadas, o que se traduz em mais pessoas que serão hospitalizadas.

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A variante sul-africana, conhecida como 501.V2, tem múltiplas mutações no gene que codifica a proteína spike. Essas mutações ajudar o vírus a evitar uma resposta de anticorpos.

Os anticorpos têm uma precisão requintada para o seu alvo, e se o alvo mudar ligeiramente de forma, como acontece com esta variante - que os virologistas chamam de escapar mutante - o anticorpo não consegue mais se ligar firmemente, pois perde seu poder de proteção.

Por que precisamos monitorar as mutações?

Queremos ter certeza de que os testes de diagnóstico estão detectando todos os vírus. Se houver mutações no material genético do vírus, um anticorpo ou teste de PCR pode não ser capaz de detectá-lo de forma tão eficiente ou de forma alguma.

Para ter certeza de que a vacina será eficaz, os pesquisadores precisam saber se o vírus está evoluindo e escapando dos anticorpos que foram acionados pela vacina.

Outra razão pela qual o monitoramento de novas variantes é importante é que as pessoas que foram infectadas podem ser infectadas novamente se o vírus sofrer mutação e seu sistema imunológico não conseguir reconhecê-lo e desligá-lo.

A melhor maneira de procurar variantes emergentes na população é fazer o sequenciamento aleatório dos vírus SARS-CoV-2 de amostras de pacientes em diversos contextos genéticos e localizações geográficas.

Quanto mais dados de sequenciamento os pesquisadores coletarem, melhores os desenvolvedores de vacinas serão capazes de responder antecipadamente a grandes mudanças na população de vírus. Muitos centros de pesquisa nos Estados Unidos e no mundo estão aumentando seus recursos de sequenciamento para conseguir isso.A Conversação

Sobre o autor

Richard Kuhn, Professor de Ciências Biológicas, Universidade de Purdue

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.

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