Estudos de laboratório sugerem que o D614G é genótipo de SARS-CoV-2 mais infeccioso em humanos

Publicação: 8 de outubro de 2020

Evidências indiretas sugerem que pacientes infectados com as variantes G apresentam maiores concentrações de RNA viral em suas amostras coletadas, fator que pode indicar maior carga viral durante a infecção

Se as variantes que codificam a proteína Spike G614 forem mais transmissíveis ou mais infecciosas em diversas populações humanas, a variante dominante nesta pandemia pode não apenas se espalhar mais rápido, mas também produzir cargas virais mais altas durante a infecção

Pesquisas recentes e causando doenças mais graves, mas cientistas afirmam que não há mutação significativa para sugerir mudanças no comportamento viral. No artigo intitulado “Spike mutation pipeline reveals the emergence of a more transmissible form of SARS-CoV-2”, pesquisadores do Los Alamos National Laboratory, da Duke University e da University of Sheffield (UK) sugerem que a cepa do Sars-cov-2, a D614G, apresenta uma pequena, porém significativa mudança na proteína que se projeta para fora da superfície do vírus, com a qual ele invade e infecta células humanas. O estudo analisou as 183 sequências iniciais e descobriu que sete cepas D614G eram do Brasil, Europa, México e Wuhan.

Os resultados iniciais da pesquisa foram criticados por não provar que a própria mutação causasse essa dominância, e outros fatores ou o acaso poderiam ser responsáveis. A equipe realizou experimentos adicionais, analisando os dados de 999 pacientes britânicos hospitalizados com COVID-19, e constatou que quem contraíra a cepa mais nova apresentava mais partículas virais, mas sem que isso afetasse a severidade da moléstia.

O virologista Nathan Grubaugh, da Yale School of Public Health (YSPH, sigla em inglês), não envolvido na pesquisa, em comentário disse não acreditar que os resultados vão ter grande impacto para o público em geral. Para saber mais sobre o assunto, a Assessoria de Comunicação da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical (SBMT), entrevistou o Dr. Anderson Brito, do Grubaugh Lab, da Universidade de Yale, Departamento de Epidemiologia de Doenças Microbianas (EMD, sigla em inglês), membro da equipe do Dr. Grubaugh.

Confira a entrevista na íntegra.

SBMT: Poderia nos falar sobre a descoberta?

Dr. Anderson Brito: Para anexar e invadir as células que infecta, o coronavírus SARS-CoV-2 conta com uma proteína encontrada em sua superfície. Esta proteína, chamada “Spike” é feita de 1273 aminoácidos. Um desses aminoácidos, encontrados na posição 614 da proteína, é encontrado em variantes que agora são a forma dominante em circulação. No início da pandemia, a maioria dos vírus tinha um ácido aspático (representado pela letra D) nessa posição, mas desde março, uma variante mostrando uma glicina (G) tornou-se a variante mais comum encontrada no vírus que circula na maioria dos continentes (https://nextstrain.org/ncov/global?branchLabel=aa&c=gt-S_614).

SBMT: Os dados clínicos e in vitro sugerem que o D614G muda o fenótipo do vírus. Poderia falar a respeito?

Dr. Anderson Brito: Nem todas as mutações que os genomas SARS-CoV-2 acumulam ao longo do tempo causam alterações de aminoácidos. As poucas mutações que levam a mudanças quase neutras na estrutura proteica, ou seja, não fornecem qualquer vantagem ou desvantagem para o vírus. Como exceções, um pequeno número de mutações pode fornecer novas propriedades químicas às proteínas virais, o que, por sua vez, pode resultar em mudanças observáveis na forma como o vírus se comporta durante as infecções. Isso é o que provavelmente aconteceu com a proteína Spike quando seu aminoácido D mudou para um G: surgiu um novo fenótipo, com um funcionamento molecular diferente.

SBTM: Quais impactos da mutação na transmissão, na doença e na vacina?

Dr. Anderson Brito: Transmissão – É importante distinguir três conceitos: a infectividade (a capacidade de produzir infecção); transmissibilidade (capacidade de passar de um hospedeiro para outro); e virulência (o grau de dano causado ao hospedeiro). Em relação à variante G614, experimentos in vitro e observação clínica revelaram que ela pode causar maior infectividade, mas seu impacto na transmissão em populações humanas ainda não foi determinado.

Doença – Semelhante aos impactos na transmissão, não está claro se a mudança de aminoácidos D614G aumenta a virulência do SARS-CoV-2. O mesmo estudo descrevendo o impacto do G614 nos níveis de infectividade não mostrou associação com o aumento da gravidade da doença.

Vacina – A proteína Spike mostra muitas regiões funcionais (domínios). A região mais comumente alvo por anticorpos é chamada RBD [Receptor Binding Domain] (Domínio Receptor de Ligações), que, como o próprio nome sugere, é responsável por vincular receptores celulares, mais especificamente o receptor ACE2. O RBD é encontrado da posição 326 até a 531, e a alteração de aminoácidos na posição 614 é encontrada em outro domínio, chamado CTD, não comumente visado por anticorpos. Ainda não se sabe se ambas as variantes podem ser igualmente neutralizadas por anticorpos.

SBTM: Por que o D614G é mais infeccioso em humanos?

Dr. Anderson Brito: Ainda não sabemos se a variante G614 é mais infecciosa em populações humanas. As evidências obtidas até agora revelaram níveis mais elevados de infectividade nas culturas celulares. Além disso, evidências indiretas sugerem que os pacientes infectados com as variantes G apresentaram maiores concentrações de RNA viral em suas amostras coletadas, fator que pode indicar maior carga viral durante a infecção.

SBTM: Realmente a variante G614 se espalhou mais rapidamente do que a variante D614? O que explica isso?

Dr. Anderson Brito: Vírus com a proteína Spike G614 são a variante pandêmica dominante, mas a razão de tal dominância continua a ser determinada. Evidências de experimentos in vitro e dados clínicos sugerem que a mudança química na proteína Spike pode explicar a rápida disseminação do vírus, no entanto, outros fatores provavelmente também desempenharam um papel, como: “efeito fundadores”; a diversidade das populações humanas que foram infectadas com essa variante no início da pandemia, e; seu modo de disseminação em populações altamente conectadas desde março, na Europa e na América do Norte.

SBTM: Qual o efeito do D614G no controle da pandemia?

Dr. Anderson Brito: Como mencionado acima, ainda não está claro se as variantes que codificam a proteína Spike G614 são de fato mais transmissíveis ou mais infecciosas em populações humanas naturais e diversas. Se isso for verdadeiro, significaria que a variante dominante nesta pandemia pode não só se espalhar mais rápido, mas também produzir cargas virais mais altas durante a infecção. Ambos os fatores representariam desafios ao controle pandêmico. No entanto, com base apenas nas evidências disponíveis a partir de hoje, fatores socioeconômicos e demográficos são provavelmente desafios muito maiores para o controle epidêmico, especialmente nos países de baixa renda.

SBTM: Podemos dizer que é melhor termos um vírus mais infeccioso e menos mortal? Por quê?

Dr. Anderson Brito: Uma doença causada por um vírus que muitas vezes leva a sintomas visíveis pode ser rapidamente diagnosticada, e a pessoa infectada pode ser isolada para evitar maior propagação. Esse fato por si só poderia ser visto como um aspecto positivo, no entanto, se esse mesmo vírus também causa febre hemorrágica letal, matando 50% dos infectados, tais perdas humanas nos colocariam em um cenário indesejável. É isso que o vírus Ebola pode causar: sintomas visíveis, mas altas taxas de letalidade. Por outro lado, um vírus que frequentemente causa infecções leves ou assintomáticas pode nem ser detectado, e se espalhará livremente na população. Mesmo que a taxa de letalidade do caso seja inferior a 1%, o grande número de pessoas que são infectadas e acabam hospitalizadas representará uma grande pressão sobre os sistemas de saúde e, como consequência, um aumento da carga da doença. É o caso do SARS-CoV-2, um vírus de difícil contenção, que embora não seja tão virulento quanto outros vírus, tem agido como um assassino silencioso, e causado quase um milhão de mortes (dados do dia 19 de setembro de 2020). Em poucas palavras: a melhor escolha é investir na vigilância de patógenos, para detectar e prevenir o surgimento de novos surtos virais em primeiro lugar.

SBTM: A emergência de variantes pode afetar o desenvolvimento de vacinas e tratamento de anticorpos COVID-19?

Dr. Anderson Brito: O genoma do vírus SARS-CoV-2 é composto por cerca de 30.000 nucleotídeos, que codificam 10 proteínas. Ao longo das sequências proteicas, assim como na proteína Spike, regiões distintas das proteínas têm funções específicas. Nem todas as regiões são capazes de estimular respostas imunes, como a produção de anticorpos e células T. Apenas uma pequena proporção de mutações no genoma viral pode resultar em mudanças nas proteínas, e entre as poucas mutações que mudam aminoácidos, apenas aquelas que eventualmente afetam regiões proteicas imunogênicas terão algum impacto no desenvolvimento da vacina. Portanto, embora o SARS-CoV-2 acumule uma média de 2 ou 3 mutações por mês, essas mutações raramente levam a mudanças funcionais relevantes.

SBTM: Como a infecciosidade in vitro, prevalência e dados filogenéticos comprovam que essa mutação torna o Sars-CoV-2 mais transmissível?

Dr. Anderson Brito: Essas evidências só podem provocar hipóteses a serem testadas. As evidências mais fortes de mudanças na transmissibilidade viral virão de experimentos de infecção natural, em modelos animais. Ensaios in vitro e modelos computacionais são métodos úteis para reduzir o numero de hipóteses a serem testadas, e são essenciais para a descoberta científica, mas isoladamente não podem gerar todas as evidências necessárias para explicar fenômenos naturais complexos.