Em meados de 2020, uma equipe de cientistas que capturou morcegos em cavernas do Laos descobriu coronavírus surpreendentemente semelhantes ao que começou a causar estragos em todo o mundo.
Nos meses seguintes, alguns desses pesquisadores estudaram um desses misteriosos vírus de morcego em um laboratório de alta segurança em Paris, na esperança de descobrir pistas sobre como seu primo, SARS-CoV-2, se tornou uma ameaça global que já matou cerca de 15 milhões de pessoas.
Seu trabalho tem sido cientificamente frutífero. No ano passado, os cientistas descobriram que o vírus do morcego era capaz de se ligar às células humanas, pelo menos em placas de Petri. No mês passado, a equipe relatado notícias mais tranquilizadoras: que o vírus não é particularmente prejudicial aos animais de laboratório. A descoberta sugere que o SARS-CoV-2 evoluiu suas habilidades para se espalhar rapidamente e causar doenças mortais somente depois que as duas linhagens se ramificaram na árvore evolutiva viral.
Se o vírus do Laos pulasse de um morcego para uma pessoa, sugere a nova pesquisa, poderia causar um leve desconforto estomacal em vez de uma pneumonia com risco de vida. No entanto, experimentos de laboratório como esses reacendem um debate de longa data entre os cientistas sobre a sabedoria de mexer com vírus que estão tão intimamente relacionados a um patógeno conhecido.
Os proponentes argumentam que esse tipo de dados é crucial para entender – e prevenir – pandemias. Por exemplo, os novos estudos testaram se os vírus de morcegos podem desenvolver um “local de clivagem de furina”, um recurso do SARS-CoV-2 que permite infectar eficientemente células humanas.
“Nossa motivação foi tentar dar algumas dicas sobre a origem do Covid”, disse Marc Eloit, virologista do Instituto Pasteur em Paris que está liderando o esforço.
Mas os críticos dizem que os cientistas não devem realizar experimentos que possam tornar os vírus mais capazes de se espalhar entre as pessoas, dada a chance pequena, mas real, de que esses patógenos alterados possam infectar trabalhadores de laboratório e escapar para o mundo exterior.
“Para mim, os benefícios deste trabalho são superados pelos riscos”, disse o Dr. David Relman, microbiologista da Universidade de Stanford.
O site Furin
O vírus do morcego no centro dos experimentos do Dr. Eloit veio à tona em uma expedição a cavernas de calcário no norte do Laos no verão de 2020. Uma equipe de pesquisadores laosianos e franceses capturou morcegos voando para fora das cavernas e coletou amostras de sua saliva, sangue, urina e fezes.
Os cientistas encontraram material genético de cinco coronavírus intimamente relacionados ao SARS-CoV-2. Nas fezes de um morcego-ferradura de Marshall, eles encontraram vírus inteiros de uma cepa que chamaram de BANAL-236 (um código que indica que o vírus veio de um cotonete anal de morcego).
Uma vez de volta ao laboratório, os cientistas descobriram que o BANAL-236 pode infectar células humanas ligando-se firmemente à mesma proteína que o SARS-CoV-2 usa para entrar. Em fevereiro, os pesquisadores publicaram esses descobertas na revista Natureza.
No mês passado, eles lançaram um segunda onda de resultadosagora em análise por uma revista científica, na qual investigaram o comportamento do vírus em ratos e macacos de laboratório.
Em um experimento, os cientistas injetaram o vírus em camundongos geneticamente modificados comumente usados para estudar o Covid. O SARS-CoV-2 se replica rapidamente em seus pulmões, assim como nas pessoas, fazendo com que percam peso e morram.
O BANAL-236, por outro lado, lutou para se firmar nos pulmões dos animais, produzindo apenas cerca de 1% dos vírus criados em uma infecção por SARS-CoV-2.
Os pesquisadores descobriram que o vírus era ainda mais brando quando o pulverizaram no nariz de dois macacos. O BANAL-236 se replicou principalmente em seus intestinos, e não em seus pulmões.
O Dr. Eloit suspeita que o BANAL-236 seja mais suave porque não possui um recurso importante para o sucesso do SARS-CoV-2.
Depois que um novo vírus SARS-CoV-2 é criado em uma célula, sua proteína de pico muda de forma, com um efeito como carregar uma besta. Quando o vírus se liga a uma nova célula, a proteína spike disparada dispara raios moleculares que a atraem para seu novo hospedeiro.
Essa região de mudança de forma do pico – conhecida como local de clivagem da furina – é crucial para o sucesso do SARS-CoV-2. Quando os cientistas têm projetado vírus sem esse local, os mutantes lutam para se replicar nos pulmões de animais de laboratório ou se espalhar para novos hospedeiros.
Passagem em série
A obtenção de um local de clivagem de furina pode ter sido um passo crucial na evolução do SARS-CoV-2. Para explorar essa possibilidade, o Dr. Eloit e seus colegas realizaram experimentos de laboratório para dar ao BANAL-236 a chance de desenvolver novas características, como um local de clivagem de furina.
A equipe baseou seus estudos em experimentos em que outros cientistas injetaram vírus da gripe aviária em ovos de galinha e esperaram que eles se replicassem. Eles então transferiram os novos vírus para novos ovos e novamente permitiram que eles se replicassem. A cada transferência, o vírus tinha a chance de evoluir. Após 11 transferências, os cientistas descobriram que os vírus da gripe evoluíram em locais de clivagem, tornando-os mais mortais para as galinhas.
De maneira semelhante, os pesquisadores de Pasteur removeram tecido pulmonar de camundongos infectados com BANAL-236 e usaram o tecido para infectar animais saudáveis. Eles então repetiram o ciclo, transferindo vírus de camundongo para camundongo.
Em outro experimento, eles infectaram uma placa de células intestinais humanas com BANAL-236, então usaram os novos vírus produzidos pelas células para infectar novas placas.
Mas para ambos os experimentos, o Dr. Eloit e seus colegas decidiram não ir tão longe quanto 11 transferências, parando em seis.
“De um ponto de vista puramente científico, queríamos fazer mais de seis passagens”, disse o Dr. Eloit. “Mas não queríamos abrir o risco de adaptar um vírus de morcego a humanos.”
BANAL-236 não ganhou um sítio de clivagem de furina em nenhum dos experimentos. O vírus adquiriu outras mutações, mas elas não o tornaram melhor em infectar pulmões de camundongos.
Os cientistas vêm realizando esses experimentos evolutivos – conhecidos como “passagem em série” – há mais de um século. Na verdade, vacinas pois vários vírus, como a febre amarela, foram criados cultivando-os em laboratório: os vírus evoluíram em placas de Petri para formas mais brandas que eram seguras para injetar nas pessoas.
Em 2011, no entanto, uma controvérsia eclodiu sobre a segurança de experimentos de passagem em série que podem produzir novos patógenos humanos. Na época, os pesquisadores estudavam como os vírus da gripe que causam infecções intestinais em aves podem evoluir para formas transportadas pelo ar que podem infectar pessoas.
Duas equipes de pesquisadores pulverizaram vírus da gripe aviária no nariz dos furões, esperaram que os vírus se replicassem e então transferiram os novos vírus para novos furões. Logo os vírus evoluíram para se tornarem melhores na replicação nos furões.
Alguns críticos disseram que a pesquisa era tão imprudente que não deveria ser publicada, por medo de que outros pesquisadores copiassem o trabalho e liberassem acidentalmente uma nova cepa pandêmica de gripe. O governo dos Estados Unidos suspendeu experimentos como esses para desenvolver uma nova política para julgar sua segurança.
Alguns dos estudos recomeçaram nos últimos anos. Mas o Dr. Relman de Stanford e outros reclamaram que os regulamentos atuais não são suficientemente transparentes.
Dr. Eloit disse que um comitê do Instituto Pasteur que analisa pesquisas biológicas potencialmente arriscadas autorizou a proposta de sua equipe para estudar os novos vírus de morcegos. Os cientistas então realizaram seus experimentos no mesmo nível de segurança que seus outros trabalhos com os coronavírus, conhecidos como Nível de Biossegurança 3, ou BSL-3.
Dr. Tom Inglesby, diretor do Johns Hopkins Center for Health Security na Bloomberg School of Public Health, disse que era bom que os cientistas pensassem nesses riscos potenciais. Mas ele também disse que queria ver uma justificativa clara para decidir que seis passagens eram seguras.
“Não é possível saber com antecedência se esses experimentos levariam a vírus mais transmissíveis ou mais virulentos”, disse ele. “Não existe uma regra rígida e rápida de que seis é seguro e mais não é.”
Mas Thomas Peacock, virologista do Imperial College London, disse acreditar que Eloit e seus colegas foram suficientemente prudentes. Em estudos anteriores, ele apontou, os pesquisadores descobriram que os anticorpos produzidos por pessoas durante infecções por Covid eram muito potentes contra o BANAL-236. Isso provavelmente significava que, se o vírus vazasse de um laboratório, não seria capaz de se espalhar muito longe.
“Este vírus provavelmente atingiria uma parede de tijolos na população em geral”, disse o Dr. Peacock. “Eu realmente não tenho muito problema com os experimentos.”
Origens do Covid
Outros pesquisadores concordaram com o Dr. Eloit que a pesquisa poderia esclarecer como e quando o SARS-CoV-2 se espalhou para as pessoas.
Para o Dr. Eloit, a incapacidade de sua equipe de produzir um local de clivagem de furina no BANAL-236 em camundongos ou células intestinais humanas sugere que a linhagem SARS-CoV-2 ganhou o local de furina em morcegos antes de se espalhar para as pessoas. Ele disse que não teria sido fácil para o vírus ganhar um local de furina depois de entrar em outra espécie de animal – às vezes chamado de “hospedeiros intermediários” – como os vendidos em um mercado em Wuhan, China. “Não vejo argumentos fortes em favor de um hospedeiro intermediário”, disse Eloit.
Mas os cientistas que favorecem o cenário de mercado veem os novos resultados sob uma luz diferente. Se os pesquisadores não conseguiram estimular o BANAL-236 a evoluir o sítio da furina durante experimentos de passagem em série, eles raciocinaram, então é improvável que cientistas em um laboratório de Wuhan pudessem ter feito isso com SARS-CoV-2, como alguns proponentes do “laboratório vazar” teoria tem sugerido.
“Este é outro prego no caixão da teoria do vazamento do laboratório que agora deve estar firmemente selado na cripta”, disse Edward Holmes, virologista da Universidade de Sydney.
Dr. Peacock estava relutante em tirar conclusões fortes de tais experimentos em pequena escala. “Acho que é muito difícil pedir para conseguir um local de furina depois de algumas passagens”, disse ele.
Dr. Eloit e seus colegas estão agora explorando a possibilidade de que os ancestrais do SARS-CoV-2 ganharam um local de clivagem de furina enquanto ainda estavam em morcegos selvagens. O vírus pode ter se espalhado para um hospedeiro intermediário ou diretamente para pessoas expostas a morcegos – como aqueles que coletam guano de morcegos, caçam morcegos ou os comem.
Para testar essa ideia, os cientistas estão trabalhando para obter mais amostras de morcegos no Laos e países vizinhos. Dr. Eloit não pode dizer se a hipótese deles é mais provável do que as outras, mas é pelo menos uma que eles podem investigar.
“Nosso trabalho como cientistas”, disse ele, “é explorar as hipóteses de trabalho que podemos explorar”.
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