Evasão de anticorpos, carga viral, eficácia de vacinas – o que diz a ciência sobre a variante brasileira

Em 10 de janeiro, um domingo, pesquisadores do Instituto Nacional de Doenças Infecciosas do Japão detectaram uma nova variante do Sars-CoV-2 em amostras de quatro viajantes contaminados que voltavam de uma viagem pelo Amazonas. Logo, soou mais um alerta internacional em um mundo já atônito com outras duas variantes de preocupação (VOCs, na sigla em inglês): a B.1.1.7, descoberta no Reino Unido, e a B.1.351, identificada na África do Sul.

Aquela semana já seria intensa para os pesquisadores do Instituto Leônidas & Maria Deane (ILMD), da Fiocruz Amazônia, em Manaus. Na segunda-feira, a equipe terminou o sequenciamento genômico de amostras de pacientes diagnosticados com a covid-19 em novembro no estado. Então, baixaram as sequências identificadas pelos japoneses para compará-las. Não identificaram o genoma nas amostras do Amazonas, mas constataram que se tratava de uma descendente da linhagem 28, que circulava em predominância no estado. Os pesquisadores brasileiros, então, comunicaram as constatações no Virological, um site de discussão de resultados em virologia.

Os cientistas do ILMD já haviam se programado sequenciar, naquela terça-feira, as amostras de dezembro. O trabalho fora motivado por um possível caso de reinfecção. Tão logo saíram os dados, o virologista Felipe Naveca começou a analisar e reparou que uma amostra apresentava as mesmas mutações descritas pelos pesquisadores do Japão. “Quando fui olhar, era justamente a amostra de reinfecção”, conta. “Em três dias, o cenário mudou completamente.”

Naveca assustou-se com a descoberta. Foi beber água, voltou e se sentou por um tempo. “Não é possível que justamente o primeiro caso de reinfecção seja por essa variante”, refletiu. Em seguida, já recomposto, checou por três vezes os dados e, com a certeza de que se tratava da nova variante, comunicou à Fundação de Vigilância em Saúde do Amazonas. Pouco depois, um comitê científico a batizou de P.1.

Desde então, a equipe de Naveca se debruça em estudos para compreender a origem, as características e o impacto da P.1. Até hoje, três casos de reinfecção causados pela variante foram confirmados, mas o virologista acredita que encontrarão mais, à medida que sequenciarem novas amostras.

Características da P.1

As primeiras conclusões científicas sobre a P.1 foram publicadas pela Fiocruz Amazônia em 25 de fevereiro. O estudo constatou que a P.1 é mais transmissível do que outras variantes do Sars-CoV-2, infecta igualmente indivíduos acima de 18 anos, independente de gênero e idade, e possui carga viral até 10 vezes maior em infecções. O artigo aguarda a revisão dos pares pela revista Nature.

A carga viral elevada não significa doença mais grave, visto que mesmo pessoas assintomáticas podem apresentá-la. “Significa maior chance de transmitir”, explica Naveca. “Se tem mais vírus na via respiratória superior, a pessoa vai expelir mais vírus. Acreditamos que seja uma explicação para a P.1 se espalhar tão rapidamente.”

Os pesquisadores identificaram 21 mutações definidoras de linhagem na P.1, sendo 10 delas na proteína spike, responsável pela ligação do vírus ao receptor ACE2, da célula humana. Dessas, três estão entre as principais causas de preocupação internacional. A N501Y, também encontrada na variante britânica (B.1.1.7), e a K417T estão associadas à maior transmissibilidade. A E484K, por sua vez, confere ao vírus o escape de anticorpos produzidos por infecção natural, adaptação igual à da variante sul-africana (B.1.351). Além disso, as três variantes possuem a mesma deleção no gene da NSP6, uma proteína envolvida com a replicação do vírus. Naveca observa que o surgimento, de forma independente, de diversas variantes com as mesmas mutações é um fenômeno chamado convergência evolutiva.

“Provavelmente, essas mutações relacionadas na espícula [proteína spike] e talvez essa deleção deram vantagem à P.1 em relação às outras”, analisa Naveca. “É a questão da evolução. Com muitos casos, demos a oportunidade de o vírus evoluir até chegar a um status assim. Temos que tomar cuidado, parar isso agora, porque a situação pode ser cada vez pior.”

Agora, os pesquisadores da Fiocruz estão focados na expansão da rede de vigilância genômica. Eles estudam a relação da P.1 com a gravidade da doença, em grupos humanos específicos, e em ensaios, em parceria com a Universidade de Oxford, para entender ação de anticorpos neutralizantes das vacinas contra a P.1.

Já um estudo realizado pelo Projeto Cadde, da Universidade de São Paulo (USP) com a Universidade de Oxford, identificou que a P.1 pode ser entre 1,4 e 2,2 vezes mais transmissível. Além disso, possui uma capacidade entre 25% e 61% de evadir a imunidade protetiva adquirida pela infecção por outra variante do coronavírus. O artigo, que ainda aguarda a revisão por pares, é fruto de uma pesquisa coordenada por Ester Sabino, imunologista e professora do Instituto de Medicina Tropical da USP, e por Nuno Faria, do Departamento de Epidemiologia de Doenças Infecciosas do Imperial College de Londres.

A emergência da P.1

“Na filogenia, conseguimos ver nas análises se alguma coisa vai se modificando até surgir a P.1, mas não tem nada. Ela surge sem ter um sinal de que estava evoluindo para isso”, conta Naveca. “Tínhamos que entender de onde tinha aparecido essa variante.”

Os pesquisadores da Fiocruz Amazônia, então, passaram a sequenciar o máximo de amostras de casos detectados em novembro e dezembro de 2020, tanto as que já dispunham, como as do Laboratório Central da Fundação de Vigilância em Saúde de Manaus. Os resultados obtidos apontavam que a P.1 teria emergido entre 15 de novembro e 4 de dezembro. Não encontraram sinal algum da variante em mais de 300 amostras de novembro, tanto por sequenciamento quanto pelo exame PCR em tempo real específico que desenvolveram para detectá-la. A amostra mais antiga em que identificaram a P.1 foi de 4 de dezembro, mas o trabalho dos cientistas continua conforme chegam novas amostras.

Em uma amostra, Naveca e sua equipe identificaram uma sequência genética com seis das 10 mutações definidoras da P.1, por ora chamada de P.1-like e ainda não considerada uma nova variante. Outra parecida foi encontrada no início de março. “Até achamos que possa ser um intermediário evolutivo. Mesmo assim, a P.1-like apareceu depois, então ainda é um mistério o evento inicial de surgimento da P.1”, observa o virologista.

Por meio da vigilância genômica, a Fiocruz Amazônia também mapeou a dinâmica epidemiológica do coronavírus no Amazonas de março de 2020 a 13 de janeiro de 2021, a partir do sequenciamento de 250 amostras. Os pesquisadores identificaram que o índice de distanciamento social e o relaxamento das medidas de restrição estão diretamente ligados à substituição de linhagens predominantes. “Todas as vezes que aumenta o número de pessoas infectadas, aumenta o número de mutações que estão acontecendo”, explica Naveca. “Uma hora dessas, o vírus acha uma que é boa para ele e aí, pronto, ela passa a ser predominante.”

A primeira onda começou em março de 2020, com pico no início de maio. Nela, houve o domínio do clado 195-AM, que não se espalhou para fora do estado. Clado é um grupo de linhagens descendentes de um único ancestral. Entre junho e novembro, ocorreu um período de estabilidade, em que a 195-AM foi praticamente extinta e deu lugar ao clado 28-AM-I.

Um crescimento exponencial voltou a ocorrer no estado em meados de novembro. Em pleno inverno amazônico, houve relaxamento das medidas de restrição e uma queda para abaixo de 40% no índice de distanciamento social. Neste contexto, o clado 28-AM-II passou a ser dominante. E foi justamente desse clado que a P.1 emergiu, no início de dezembro, ampliando a dimensão da segunda onda no estado. Até 25 de março, mais de 340 mil casos de covid-19 foram confirmados e 11,8 mil mortes reportadas no Amazonas.

“Quando a P.1 aparece, já dá um salto muito grande. Em novembro, nada. Em dezembro, é metade das amostras sequenciadas. E aí em janeiro são quase todas, mais de 90%”, continua Naveca. “É realmente impressionante o quanto ela passou a ser dominante no Amazonas e, pelo que estamos vendo, em outros estados brasileiros.”

Daniel Lahr, doutor em Biologia Evolutiva e professor do Departamento de Zoologia da Universidade de São Paulo, considera que o estudo demonstra “exatamente o esperado dentro da teoria evolutiva”. O biólogo explica que todas as entidades biológicas estão passando por evolução. O processo evolutivo resulta no surgimento da variância, a partir de mutações aleatórias nos genomas dos indivíduos. Grande parte das mutações são deletérias, uma pequena quantidade é neutra e uma parcela menor ainda pode ser adaptativa – esta, sim, responsável pela diversidade. Essa diversidade está sujeita a duas grandes forças evolutivas que atuam simultaneamente: a deriva genética e a seleção natural.

"A deriva genética é uma força aleatória, em que variações vão se estabelecer na população puramente pela chance, sorte ou azar. A seleção natural é o que promove a adaptação”, explica Lahr. “Ou seja, essa variedade que aparecer pode ter um caráter positivo, adaptativo, que permite o melhor funcionamento em relação ao ambiente ou aos outros organismos, e essa variação, então, vai se fixar na população.”

Lahr analisa a dinâmica da epidemia em Manaus, com base nos gráficos do Observatório Covid BR. Em maio de 2020, ocorreu um pico de quase 500 óbitos por dia. Foi uma subida muito rápida, que tende a ser derrubada na mesma velocidade. De julho a dezembro, ocorreu “um período de incubação do que vemos hoje”, com estabilidade de uma centena de casos diários. Isso significa de 5 a 10 mil pessoas infectadas todos os dias, ou milhões de pessoas durante seis meses, calcula o biólogo.

“Grande parte da população da região de Manaus tinha sido infectada e estava, portanto, basicamente imune. É uma pressão sobre o vírus. A hora que apareceu uma mutação que permite o vírus evadir o sistema imune das pessoas, essa linhagem vai ganhar espaço”, ressalta Lahr. “E tem uma segunda mutação que aumenta a afinidade com o receptor da célula humana. Essa era bastante esperada, porque era bem claro que a conexão [da linhagem originária] não era perfeita.”

Para Lahr, uma nova onda da epidemia ocorreria independentemente das variantes, porque os governos e a população relaxaram as medidas de contenção. “A variante aumenta a amplitude, a dimensão da segunda onda, mas não é a causadora”, diz o biólogo. “Se não tivesse o relaxamento das medidas, ela ficaria ali, infectando a um nível basal. O relaxamento é que permite a explosão dos casos, não é a variante.”

“A P.1 é uma consequência”

O Observatório Covid-19, da Fiocruz, analisou mais de mil amostras representativas das regiões Sul, Sudeste e Nordeste, e emitiu um comunicado técnico em 4 de março. A P.1 já predominava em seis dos oito estados analisados: Ceará (71,1%), Paraná (70,4%), Santa Catarina (63,7%), Rio de Janeiro (62,7%), Rio Grande do Sul (62,5%) e Pernambuco (50,8%). Alagoas (42,6%) e Minas Gerais (30,3%) ainda não tinham prevalência da nova variante.

“A preocupação desde o início era o tempo que a P.1 demoraria para ser dominante. Esse estudo mostra isso. Mais de 50% em seis de oito estados analisados, e o resto é questão de tempo”, reflete Ethel Maciel, epidemiologista e professora da Universidade Federal do Espírito Santo.

Maciel considera que os erros na gestão dos governos nessa pandemia foram cruciais para o descontrole do contágio e, por consequência, para a emergência de uma nova variante de preocupação. Por exemplo, o foco sempre foi em abrir leitos, em vez de se concentrar na prevenção e na testagem em massa, com rastreio e isolamento dos contaminados e contatos. Na visão da epidemiologista, as diversas medidas de restrição adotadas atualmente, que estão longe de um lockdown de fato, serão insuficientes para conter o colapso sanitário que se instalou no país.

“A P.1 é uma consequência de todas as ações erradas que fizemos, que propiciaram as aglomerações, a transmissão acelerada do vírus”, considera Maciel. “Claro que, agora, ela retroalimenta os erros. Mas é uma consequência, como outras variantes que surgirão. Não fizemos nada em dezembro, janeiro, quando essas variantes surgiram, e continuamos possibilitando que novas variantes possam emergir, porque a pandemia está descontrolada.”

Hoje, o Brasil é novamente o epicentro da pandemia da covid-19 no mundo. O país continua com a pior média de óbitos diários pela doença desde que ultrapassou os Estados Unidos em 5 de março. Na última terça (23), a média móvel bateu o pior recorde, com 2.349 mortes diárias nos sete dias anteriores. A marca de 300 mil mortos foi superada na quarta (24). O Observatório Covid-19, da Fiocruz, apontou neste mês que o país passará para o maior colapso sanitário e hospitalar da história, com a taxa de ocupação em estado crítico em 25 das 27 unidades federativas.

“Prestem atenção – há essa crise que todos devemos prestar atenção, que é a emergência sem precedentes no Brasil da variante P.1, com hospitais superlotados e aumento acentuado na mortalidade. Se a mais contagiosa P.1 ficar fora de controle no mundo inteiro, nós estamos todos em perigo”, escreveu no Twitter o epidemiologista Eric Feigl-Ding, da Federação Americana de Cientistas.

Segundo o último boletim epidemiológico da Organização Mundial da Saúde (OMS), a P.1 já foi detectada em 28 países em todas as seis regiões da OMS. A transmissão comunitária ocorre no Brasil, na Colômbia e no Peru. Além dela, há também a P.2, descoberta no Rio de Janeiro, que também apresenta a mutação de escape E484K, mas ainda não é considerada pela OMS como uma variante de preocupação.

A partir das primeiras conclusões científicas sobre a P.1, Maciel reforça a necessidade de medidas que ela defende desde o início da pandemia. O governo precisa fornecer, por meio do Sistema Único de Saúde, máscaras filtrantes do tipo PFF2, que protegem mais contra o Sars-CoV-2, e oxímetro de pulso, para que as pessoas monitorem a saturação de oxigênio e, assim, menos pacientes cheguem em estágio avançado no hospital. “É muito mais barato do que pagar diária de leito de UTI.”

Outro fator crucial é acelerar a campanha de vacinação. Maciel considera que o ideal é vacinar entre 1,5 milhão e 2 milhões de pessoas por dia. “Condições de vacinar, nós temos. O que não temos são doses.” De 17 de janeiro a 25 de março, o país vacinou 14 milhões de pessoas (6,65% da população), e 4,5 milhões (2,13%) já receberam as duas doses, conforme levantamento do consórcio de veículos de imprensa. O Brasil ocupa o 69º lugar no ranking de vacinação proporcional à população, segundo o site Our World in Data, da Universidade de Oxford.

A vacinação tem de ser ligeira e em massa, para ser uma arma poderosa do ponto de vista evolutivo do vírus. “O jogo do vírus é ser rápido. Ele muta rápido, principalmente em grandes populações”, analisa o biólogo Daniel Lahr. “A vacinação consegue atacar justamente esses pontos fortes do vírus e quebra a cadeia de transmissão, ao diminuir enormemente a população viral e reduzir a velocidade de transmissão.” Para alcançar este objetivo, Lahr acredita que a população inteira precisa estar imunizada até outubro. Já a partir de novembro, é necessário iniciar o planejamento para uma segunda campanha de imunização.

Vacinas seguem eficazes

As fabricantes das vacinas contra a covid-19 têm se debruçado em ensaios de anticorpos neutralizantes, para descobrir se e o quanto eficaz seus imunizantes são contra as novas variantes de preocupação. Esse tipo de estudo, feito em laboratório, fornece apenas um recorte da resposta imune estimulada pela vacina. Mas são mais rápidos e conferem bons indicadores, observa Natália Pasternak, doutora em Microbiologia pela Universidade de São Paulo e presidente do Instituto Questão de Ciência.

Em 18 de março, a Universidade de Oxford divulgou um estudo em que analisa a resposta à P.1 dos anticorpos induzidos tanto pela vacina que desenvolveu em parceria com a AstraZeneca, quanto pelo imunizante da Pfizer e BioNTech. O estudo contou com a participação de Felipe Naveca e da médica Sue Ann Costa Clemens, responsável por trazer os ensaios clínicos de fase 3 para o Brasil.

Quando comparado à linhagem inicial do Sars-CoV-2, o nível de neutralização das variantes brasileira (P.1) e britânica (B.1.1.7) por anticorpos gerados pelas vacinas de Oxford e Pfizer reduziu em apenas três vezes. Ou seja, ambas vacinas continuam eficazes contra a covid-19. “Foi uma surpresa bem agradável. A P.1 está mais fácil de neutralizar do que a variante da África do Sul. É um bom indicador de que essas vacinas devem funcionar, pelo menos nessa parte de anticorpos neutralizantes”, diz Pasternak.

Os cientistas esperavam que a resposta das vacinas à P.1 seria equivalente à da variante sul-africana (B.1.351), que apresentou redução, respectivamente, em 9 vezes para a da Oxford e 7,6 vezes para a da Pfizer. O fato de a P.1 não ser tão resistente quanto a B.1.351 indica que a evasão de anticorpos da vacina da sul-africana pode ser resultado de mutações fora do  domínio de ligação ao receptor RBD.

É a primeira vez que um esse indicativo veio à tona. “Estamos muito focados no sítio receptor e na spike e, de repente, mutações fora da spike, do RBD, também podem dar o escape. Provavelmente é o que está acontecendo na linhagem sul-africana”, aponta Pasternak. “Por isso é importante termos vacinas diferentes. E vacinas inativadas, de primeira geração, são de vírus inteiro e menos suscetíveis à mutação de escape.”

No laboratório do Instituto de Ciências Biomédicas da USP, a equipe coordenada pelo professor Edison Durigon realiza ensaios de anticorpos neutralizantes com a CoronaVac. Os pesquisadores utilizam o vírus em si, e não o sintetizado. Os resultados completos devem sair em breve. Mas, em coletiva de imprensa em 10 de março, Dimas Covas, diretor do Instituto Butantan, afirmou com base em dados preliminares que a CoronaVac é eficaz contra as variantes brasileiras, P.1 e P.2, a do Reino Unido e a da África do Sul.

O Butantan realiza também o Projeto S, focado na vacinação em massa de todos os moradores acima de 18 anos de Serrana, município paulista de 45 mil habitantes na região metropolitana de Ribeirão Preto (SP). Trata-se de um ensaio de fase 4 que demonstrará a efetividade da CoronaVac. “Agora, vamos ter uma ideia do quanto a vacina é efetiva no mundo real para diminuir transmissão e, claro, hospitalização e morte”, analisa Pasternak. “Como a P.1 é uma variante já muito prevalente, provavelmente também teremos uma ideia do quanto é efetiva contra a P.1. É um estudo que trará respostas muito legais.”

A Janssen, por sua vez, realizou uma parte dos estudos clínicos de fase 3 no Brasil quando a P.1 já circulava. Portanto, a empresa farmacêutica da Johnson & Johnson informou que a eficácia de 68% também se aplica para a variante brasileira.

Pasternak considera que os resultados desses primeiros estudos representam “uma luz no fim do túnel”, somados à confirmação de compra do governo brasileiro de 100 milhões de doses da vacina da Pfizer e 38 milhões da Janssen.

“Começamos a ter esperança, mesmo sabendo que vai demorar para ter o impacto grande de uma vacinação em massa, porque só em setembro as vacinas chegarão em uma quantidade boa”, diz a microbiologista. “Sabendo que a variante é super preocupante, mas ainda suscetível às vacinas, é realmente o momento de segurar o cerco agora e não deixar o vírus correr solto, para dar tempo das doses chegarem e não termos mais variantes para nos preocupar.”