Como evoluem os vírus?

Como os casos de vírus corona continuam a aumentar em todo o mundo, os cientistas e os decisores políticos estão a trabalhar fervorosamente para mitigar esta ameaça à saúde pública. Os primeiros casos envolvendo um novo vírus corona – SRA-CoV-2, ou a doença chamada COVID-19 – surgiram em Wuhan, China, em dezembro de 2019, mas o vírus se espalhou rapidamente desde então, levantando preocupações significativas sobre suas implicações para a saúde humana.

A última conhecida por infectar humanos, a SRA-CoV-2 está na mesma família que os coronavírus que causaram a síndrome respiratória aguda grave (SRA) em 2003 e a síndrome respiratória do Médio Oriente (MERS) em 2012. Embora a taxa de mortalidade actual seja inferior à do MERS ou SRA, esta doença já se propagou a mais pessoas e causou mais mortes. Ao mesmo tempo, outros vírus como a gripe, conhecidos como influenza, continuam a evoluir, adaptar-se e infectar milhões de pessoas todos os anos, tornando a capacidade de desenvolver vacinas eficazes criticamente importante.

Cortesia de Marta Łuksza

Em seu trabalho, Marta Łuksza, uma estudiosa e cientista da computação de 2019 Pew biomédica, explora como as interações imunes impulsionam a evolução do vírus da gripe. Łuksza é também professora assistente da Escola de Medicina Icahn no Mount Sinai Health System, em Nova Iorque. Ela conversou recentemente com Pew para ajudar a contextualizar a propagação viral. Esta entrevista foi editada para maior clareza e duração.

Q. O que é um coronavírus?

A. Os coronavírus são uma família de vírus que causam sintomas de doenças respiratórias em humanos, semelhantes à gripe ou ao resfriado comum. Muitas vezes encontrados em morcegos e outros mamíferos ou aves, os coronavírus podem ser perigosos quando transmitidos entre animais e pessoas.

Q. Como surge primeiro um vírus?

A. Um vírus pode emergir primeiro em humanos após uma interacção casual com um hospedeiro animal, durante a qual uma pessoa fica infectada. Em muitos casos, os vírus só transmitem de animais para humanos, mas não podem ser transmitidos de um humano para outro. Em casos raros, porém, o vírus pode sobreviver à transmissão entre pessoas.

Doctors e outros profissionais de saúde identificam primeiro um novo vírus depois de testarem doenças conhecidas e não encontrarem nenhuma correspondência. Se não conseguirem atribuir o vírus através de testes a marcadores de proteína conhecidos ou material genético de um determinado vírus e houver um número crescente de casos semelhantes, isto pode apontar para algo novo, como o vírus SRA-CoV-2 recentemente identificado.

Q. Porque é que alguns vírus parecem propagar-se mais amplamente que outros?

A. Tanto os factores biológicos como demográficos podem facilitar a propagação viral. Biologicamente, se um determinado vírus é capaz de infectar o corpo através de pontos de entrada acessíveis, tais como células epiteliais no nariz, ele pode entrar nas vias respiratórias e espalhar-se com relativa facilidade. Quando uma pessoa tosse ou espirra, o vírus pode circular no ar e nas superfícies. A propagação viral também pode depender da rapidez com que um vírus é capaz de se replicar, dispersando-se assim para outras partes do corpo ou para novos hospedeiros. Demograficamente, populações densas onde as pessoas vivem nas proximidades são mais propensas a experimentar uma rápida propagação viral do que populações que são esparsas.

Q. Porque é que as pessoas respondem de forma diferente à infecção viral?

A. Os sistemas imunológicos das pessoas têm memórias de infecções anteriores que afetam a forma como elas responderão a um vírus. Para prevenir infecções uma vez que o corpo tenha sido exposto a um vírus, ele produz proteínas chamadas anticorpos que identificam e neutralizam potenciais ameaças. Por exemplo, quando as pessoas contraem a gripe, é provável que tenham adquirido algum grau de imunidade devido à exposição anterior, incluindo a vacina da gripe. No caso de um novo coronavírus, o sistema imunológico nunca viu este vírus antes, e a resposta adaptativa é mais lenta.

Q. Qual é o processo para desenvolver uma nova vacina?

A. Primeiro, os pesquisadores precisam isolar o vírus e identificar seus antígenos – proteínas virais que servem como os melhores alvos da vacina – contra os quais o sistema imunológico é capaz de criar anticorpos para defender o corpo da infecção. No entanto, cada vírus é diferente e requer mais crescimento e testes em um laboratório, onde são utilizadas diversas tecnologias de produção. Existem atualmente três plataformas para o desenvolvimento da vacina contra a gripe, incluindo o crescimento do vírus em ovos de galinha, em células de mamíferos, ou criado sinteticamente a partir da seqüência de DNA da estirpe candidata à vacina. Para uma vacina contra um patógeno recentemente surgido, o próximo passo são os ensaios clínicos, durante os quais a segurança, incluindo possíveis efeitos colaterais, e a eficácia são testadas.

Para muitos patógenos, por exemplo o vírus do sarampo, a vacina não precisa ser modificada no futuro e permanece eficaz ao longo do tempo. Mas outros patógenos, como o vírus da gripe, têm a capacidade de escapar ao reconhecimento da vacina, adquirindo novas mutações em seus antígenos. É por isso que uma avaliação bianual da vacina da gripe é fundamental para atualizar os antígenos contidos na vacina.

Os pesquisadores, incluindo eu mesmo, trabalham com organizações como a Organização Mundial da Saúde e participam de consultas bianuais para ajudar a selecionar vacinas contra a gripe para os hemisférios norte e sul. Com base nos dados de sequência genética disponíveis publicamente sobre a gripe de indivíduos de todo o mundo, os pesquisadores recriam a evolução dos vírus para ver quais mutações ocorreram e com que freqüência elas estão circulando. Informações de dados antigênicos relacionados a anticorpos que são acionados no corpo pela exposição a diferentes marcadores de proteína em um vírus – também ajudam os laboratórios a caracterizar a proliferação viral e o quão bem as vacinas bloqueiam o vírus. Isto é fundamental para ajudar as autoridades de saúde pública a determinar como a doença infecciosa está se espalhando globalmente e pelos continentes.

Q. Você pode nos dizer mais sobre sua pesquisa?

A. Eu me concentro principalmente na evolução do vírus da gripe e do câncer, que são ambos afetados por interações com o sistema imunológico. No meu papel como informático, trabalho para desenvolver modelos e ferramentas de software que agregam dados para determinar a vantagem de um vírus – as condições sob as quais um vírus escapa a uma resposta imunológica.

Para a vacina da gripe, isto permite-nos prever melhor qual das estirpes e mutações co-circulantes será mais comum de uma estação para a outra. A minha equipa foi pioneira numa classe de modelos de previsão para melhor descrever os mecanismos de reconhecimento imunológico. Estes modelos também avaliam como a história das diferentes estirpes virais em um determinado período de tempo molda o cenário futuro para a fuga antigênica de um vírus, ou quando o sistema imunológico não consegue reconhecer ou eliminar um agente infeccioso. Atualmente nos concentramos nas interações dentro das proteínas hemaglutinina e neuraminidase da gripe, que são responsáveis, respectivamente, pelo início de uma infecção e, em seguida, pela replicação e propagação viral.

Outro projeto excitante em que estou envolvido é o desenvolvimento de uma vacina universal contra a gripe, que teria como alvo partes de um vírus que não mudam ou sofrem mutações com o tempo. Uma vez identificadas com sucesso as regiões-alvo para esta vacina, ela pode ser capaz de cobrir muito mais estirpes do vírus da gripe e salvar mais milhares de vidas a cada ano.