Dois anos depois, evolução do coronavírus ainda surpreende especialistas

Raul Andino conhece seus patógenos. Por mais de 30 anos, o pesquisador da Universidade da Califórnia, em São Francisco, Estados Unidos, estudou os vírus de RNA, um grupo que inclui o que causa a covid-19. No entanto, ele nunca imaginou que testemunharia uma pandemia desta escala em sua vida.

“A magnitude e as implicações disso ainda são difíceis de compreender”, diz Andino.

Embora especialistas em seu campo suspeitassem que uma pandemia ocorreria, “ é difícil saber quando”, diz ele. “É semelhante a um terremoto – você sabe que o terremoto vai acontecer, mas normalmente você não pensa sobre isso.”

Dois anos de pandemia

Em 11 de março de 2020, a Organização Mundial da Saúde declarou a pandemia de covid-19. Desde então, a doença infectou mais de 480 milhões de pessoas em quase 200 países e matou mais de 6 milhões em todo o mundo – e ainda não acabou.

Ao longo do caminho, esse coronavírus apresentou aos cientistas uma série de surpresas: muitos especialistas ainda estão admirados com a rapidez com que o vírus evolui, o que ele faz no corpo humano e como ele transita entre diferentes espécies.

O vírus Sars-CoV-2 original evoluíram rapidamente para uma série de variantes que impediram o retorno à normalidade pré-pandêmica. Mesmo com o projeto genético do vírus em mãos e a capacidade de decodificar os genomas de novas variantes em poucas horas, virologistas e profissionais de saúde lutam para prever como as mutações irão alterar a transmissibilidade e a gravidade do vírus.

Milhões de pessoas estão enfrentando sintomas que duram de semanas a vários meses depois de terem sido diagnosticadas com a infecção. Cientistas estão correndo para entender a biologia dessa nova e desconcertante síndrome chamada covid longa.

Dois anos depois, ainda há muito que não sabemos sobre o Sars-CoV-2, diz David Wohl, especialista em doenças infecciosas da Universidade da Carolina do Norte, nos Estados Unidos. 

Aqui está o que os cientistas descobriram até agora – e os mistérios que continuam a atormentar e frustrar os especialistas em coronavírus.

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A surpreendente velocidade de propagação do COVID-19

Especialistas vinham alertando sobre algum tipo de pandemia iminente há décadas. À medida que os humanos avançam sobre áreas selvagens, aumentam as chances de um novo patógeno saltar de um animal para uma pessoa, dando origem a uma doença zoonótica mortal. Um estudo publicado na Nature mostrou que novas doenças infecciosas originárias da vida selvagem aumentaram significativamente entre 1940 e 2004.

Mas a maioria dos especialistas estava preocupada com os vírus da gripe e não esperava necessariamente que um coronavírus causasse tanto estrago.

Isso mudou com o surto de Síndrome Respiratória Aguda Grave (Sars) de 2002 a 2004, que infectou mais de 8 mil pessoas em 29 países e deixou 774 mortos. Em seguida, o surto da Síndrome Respiratória do Oriente Médio (Mers), em 2012, infectou mais de 2 mil pessoas em 37 países e, até agora, matou quase 900.

Ainda assim, as pessoas não estavam prestando tanta atenção aos coronavírus em comparação com os “caras realmente maus”, como influenza, HIV, vírus da dengue, diz Andino.

Então o Sars-CoV-2 chegou como um estrondo. Ele se espalhou mais rápido do que os coronavírus anteriores. Uma razão para isso, suspeitam os cientistas, é sua capacidade de se mover com eficiência de uma célula para outra. O Sars-CoV-2 também é mais difícil de conter porque causa muitos casos assintomáticos, fazendo com que pessoas espalhem o vírus sem saber. “De certa forma, o Sars-CoV-2 encontrou uma maneira de se espalhar [rapidamente] e também causar doença”, diz Andino. “É o pior cenário se desenrolando.”

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A evolução das variantes do coronavirus

Além das singularidades que o tornaram mais perigoso, o vírus Sars-CoV-2 adquiriu mutações genéticas muito mais rapidamente do que o esperado.

Os coronavírus geralmente sofrem mutações em taxas mais baixas do que outros vírus de RNA, como Influenza e HIV. Tanto o Sars-CoV quanto o Sars-CoV-2 acumulam aproximadamente duas mutações por mês; o que é metade a um sexto da taxa observada nos vírus da gripe, por exemplo. Isso ocorre porque os coronavírus têm proteínas revisoras que corrigem erros introduzidos no material genético do vírus à medida que ele se replica.

“É por isso que pensamos que [o Sars-CoV-2] não evoluiria muito rápido”, diz Ravindra Gupta, microbiologista clínico da Universidade de Cambridge, Inglaterra.

Mas o vírus rapidamente provou que Gupta e seus colegas estavam errados. O surgimento da Alpha – a primeira variante de preocupação, identificada no Reino Unido em novembro de 2020 – surpreendeu os cientistas. Ela tinha 23 mutações que a diferenciavam da cepa original do Sars-CoV-2, oito na proteína spike, essencial para ancorar nas células humanas e infectá-las.

“Ficou claro que o vírus poderia dar esses saltos evolutivos [surpreendentes]”, diz Stephen Goldstein, virologista evolucionário da Universidade de Utah, Estados Unidos. Com esse conjunto de mutações, a Alpha era 50% mais transmissível que o vírus original.

A versão seguinte, Beta, foi identificada pela primeira vez na África do Sul e relatada como uma variante de preocupação apenas um mês depois. Ela carregava oito mutações na spike viral, algumas das quais ajudaram o vírus a escapar das defesas imunológicas do corpo. Quando a variante Gamma surgiu, em janeiro de 2021, foram identificadas 21 mutações, dez na proteína spike. Algumas dessas mutações tornaram a Gamma altamente transmissível e permitiram que ela re-infectasse pacientes que já tinham contraído covid-19 anteriormente.

“É surpreendente ver essas variantes darem saltos bastante significativos na transmissibilidade”, diz Goldstein. “Acho que não observamos um vírus fazer isso antes, mas é claro que não observamos nenhuma pandemia anteriormente com o nível de capacidade de sequenciamento genético que temos agora.”

Depois veio a Delta, uma das variantes mais perigosas e contagiosas. Foi identificada pela primeira vez na Índia e designada como variante de preocupação em maio de 2021. No final do ano, essa variante era a dominante em quase todos os países. Sua constelação única de mutações – 13 no total, sendo sete na spike – tornou a Delta duas vezes mais infecciosa que a cepa original de Sars-CoV-2, levando a infecções mais duradouras e produzindo mil vezes mais vírus nos corpos de pessoas infectadas. 

“A capacidade do Sars-CoV-2 de apresentar novas soluções e maneiras de se adaptar e se espalhar com tanta facilidade é incrivelmente surpreendente”, diz Andino.

No entanto, a Ômicron, que é duas a quatro vezes mais contagiosa que a Delta, substituiu rapidamente essa variante em muitas partes do mundo. Identificada pela primeira vez em novembro de 2021, ela carrega um número extremamente alto de mutações – mais de 50 no geral e pelo menos 30 na spike –, algumas dessas ajudam a evitar anticorpos melhor do que todas as versões anteriores do vírus .

“Esses enormes saltos [nas mutações] tornam a pandemia muito menos previsível”, diz François Balloux, biólogo computacional do Instituto de Genética da University College of London, no Reino Unido.

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Coronavírus e infecções crônicas

Uma das explicações mais convincentes para os enormes saltos no número de mutações é que o vírus Sars-CoV-2 foi capaz de evoluir por longos períodos de tempo nos corpos de pessoas imunocomprometidas.

Durante o ano passado, cientistas identificaram pacientes com câncer e pessoas com doença avançada por HIV, por exemplo, infectadas com covid-19 por meses, até quase um ano. Seus sistemas imunológicos mais fracos permitiram que o vírus persistisse, se replicasse e sofresse mutações por meses.

Gupta identificou uma dessas mutações (também observada na variante Alpha) em uma amostra de um paciente com câncer que permaneceu infectado por 101 dias. Em um paciente com HIV avançado na África do Sul infectado por seis meses, cientistas registraram uma infinidade de mutações, que ajudaram o vírus a escapar das defesas imunológicas do corpo .

“Que o vírus esteja mudando sua biologia tão rapidamente em sua história evolutiva é uma grande descoberta”, diz Gupta. Outros vírus, como influenza e norovírus, também sofrem mutação em indivíduos imunocomprometidos, mas “é muito raro”, diz Gupta, e “infectam uma gama estreita de células”.

Por outro lado, o Sars-CoV-2 provou ser capaz de infectar muitas áreas diferentes do corpo – criando efeitos ainda mais desconcertantes para os cientistas desvendarem.

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Danos provocados por covid-19

No início da pandemia, médicos e enfermeiros começaram a notar que o vírus não causava apenas doenças semelhantes à pneumonia. Alguns pacientes hospitalizados também apresentaram problemas cardíacos, coágulos sanguíneos, complicações neurológicas e insuficiências renais e hepáticas. Estudos desenvolvidos já nesses primeiros meses sugeriram uma razão para isso.

O Sars-CoV-2 usa proteínas chamadas receptores ACE2 na superfície das células humanas para infectá-las. Mas como o ACE2 está presente em muitos órgãos e tecidos, o vírus estava infectando mais partes do corpo do que apenas o trato respiratório. O vírus também foi identificado, ou partes dele, em células de vasos sanguíneos, células renais e pequenas quantidades em células cerebrais.

“Estudei muitas pandemias e, em quase todas elas, você olha para o cérebro e encontra o vírus lá”, diz Avindra Nath, neuroimunologista do Instituto Nacional de Saúde dos Estados Unidos. Por exemplo, tecidos de autópsia cerebral de 41 pacientes hospitalizados e mortos pela covid-19 revelaram baixos níveis do vírus. Mas também havia sinais claros de danos, incluindo neurônios mortos e vasos sanguíneos mutilados.

“Essa é a maior surpresa”, diz Nath.

É provável que o vírus faça com que o sistema imunológico do corpo entre em um modo hiperativo chamado tempestade de citocinas, que causa inflamação e lesão em diferentes órgãos e tecidos. Uma resposta imune anormal pode continuar mesmo após a infecção, resultando em sintomas persistentes, incluindo fadiga crônica, palpitações cardíacas e confusão mental.

“Mas existem reservatórios de vírus que podem causar inflamação crônica”, diz Sonia Villapol, neurocientista do Instituto de Pesquisa Metodista de Houston, no Texas, Estados Unidos. Um estudo recente, que ainda não foi revisado por pares, mostrou que o material genético do Sars-CoV-2 pode persistir por até 230 dias no corpo e no cérebro de pacientes com covid-19, mesmo em quem teve apenas infecções leves ou assintomáticas.

Susan Levine é médica de doenças infecciosas em Nova York especializada no tratamento e diagnóstico da síndrome da fadiga crônica, que tem paralelos com a covid longa. Ela agora atende 200 pacientes por semana, em comparação com 60 em tempos pré-pandemia. Ao contrário da síndrome, a covid longa “atinge você como uma tonelada de tijolos”, diz Levine. “É como um tornado dentro do seu corpo, onde você vai trabalhar 60 horas por semana para ficar na cama o dia todo, mesmo uma semana após a infecção. A ação é tão limitada.”

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Como se transmite o vírus de animais a pessoas (e vice-versa)

Os cientistas agora estão preocupados com a persistência do Sars-CoV-2 fora das populações humanas e seu potencial de se espalhar para outros animais e voltar para os humanos, possivelmente estendendo a pandemia.

Em abril de 2020, tigres e leões no Zoológico do Bronx, em Nova York, testaram positivo para covid-19. Logo depois, um estudo identificou mamíferos – incluindo certos primatas, veados, baleias e golfinhos – entre os mais vulneráveis ​​à covid-19, dada a semelhança entre seus receptores ACE2 com os das células humanas.

Outro estudo usou uma abordagem de aprendizado de máquina para avaliar a capacidade de 5,4 mil espécies de mamíferos transmitir o Sars-CoV-2. A pesquisa descobriu que vários animais com maior risco de espalhar a covid-19 são os que vivem próximos de pessoas, como gado e até animais de estimação.

Até agora, o Sars-CoV-2 infectou gatos, cães e furões de estimação, devastou fazendas de martas e se espalhou para tigres, hienas e outros animais em zoológicos. Além disso, o Sars-COV-2 saltou com sucesso de humanos para martas em cativeiro e de volta para seus cuidadores. Uma pessoa no Canadá foi potencialmente infectada com covid-19 quando o vírus saltou de um cervo de cauda branca.

“A preocupação é que, se continuar a evoluir em cervos a um ponto em que os cervos se tornem cada vez mais imunes a ele, seus anticorpos de antes da reinfecção também podem impulsionar ainda mais a evolução viral”, diz Samira Mubareka, do Centro de Ciência da Saúde Sunnybrook, no Canadá. Além disso, “o vírus pode estar circulando em outros animais por aí”.

Ainda assim, a disseminação do Sars-CoV-2 entre humanos continua sendo uma preocupação maior para os cientistas, à medida que aprendem mais sobre o vírus e seu impacto em humanos e animais.

“Ainda não sabemos o que o futuro reserva”, diz Wohl. “Temos mais de dois anos de históricos e, mesmo assim, com esse conhecimento, ainda é difícil prever o que acontecerá.”

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