Pelo menos morcego-ferradura, Rhinolophus pusillus, uma das três espécies de morcego-ferradura observadas no estudo. Foto / Kevin K. Caldwell via The New York Times
Coronavírus descobertos em morcegos do Laos são surpreendentemente hábeis em infectar células humanas, mostrando que tais características mortais podem de fato evoluir fora de um laboratório.
No verão de 2020, meio ano após o início do coronavírus
pandemia, os cientistas viajaram para as florestas do norte do Laos para capturar morcegos que poderiam abrigar primos próximos do patógeno.
Na calada da noite, eles usaram redes de neblina e armadilhas de lona para prender os animais conforme eles emergiam de cavernas próximas, coletaram amostras de saliva, urina e fezes e depois os jogaram de volta na escuridão.
As amostras fecais continham coronavírus, que os cientistas estudaram em laboratórios de biossegurança de alta segurança, conhecidos como BSL-3, usando equipamentos de proteção especializados e filtros de ar.
Três dos coronavírus do Laos eram incomuns: eles carregavam um gancho molecular em sua superfície que era muito semelhante ao gancho do vírus que causa o Covid-19, chamado SARS-CoV-2. Como o SARS-CoV-2, seu gancho permitiu que eles se prendessem às células humanas.
“É ainda melhor do que as primeiras cepas de SARS-CoV-2”, disse Marc Eloit, especialista em vírus do Instituto Pasteur em Paris que liderou o estudo, referindo-se a quão bem o gancho dos coronavírus do Laos se liga às células humanas. O estudo foi postado online no mês passado e ainda não foi publicado em uma revista científica.
Os especialistas em vírus estão comentando sobre a descoberta. Alguns suspeitam que esses vírus semelhantes ao SARS-CoV-2 podem já estar infectando pessoas de vez em quando, causando apenas surtos leves e limitados. Mas, nas circunstâncias certas, os patógenos podem dar origem a uma pandemia semelhante à da Covid-19, dizem eles.
As descobertas também têm implicações significativas para o debate acirrado sobre as origens da Covid, dizem os especialistas. Algumas pessoas especularam que a capacidade impressionante do SARS-CoV-2 de infectar células humanas não poderia ter evoluído por meio de um transbordamento natural de um animal. Mas as novas descobertas parecem sugerir o contrário.
“Isso realmente acaba com qualquer noção de que este vírus teve que ter sido inventado ou de alguma forma manipulado em um laboratório para ser tão bom em infectar humanos”, disse Michael Worobey, um especialista em vírus da Universidade do Arizona que não esteve envolvido no trabalho.
Esses vírus de morcego, junto com mais de uma dúzia de outros descobertos nos últimos meses no Laos, Camboja, China e Tailândia, também podem ajudar os pesquisadores a prever melhor as futuras pandemias. As árvores genealógicas dos vírus oferecem dicas sobre onde as cepas potencialmente perigosas estão à espreita e quais animais os cientistas deveriam examinar para encontrá-las.
Na semana passada, o governo dos EUA anunciou um projeto de US $ 125 milhões para identificar milhares de vírus selvagens na Ásia, América Latina e África para determinar seu risco de propagação. Eloit previu que havia muito mais parentes do SARS-CoV-2 a serem encontrados.
“Sou um pescador com mosca”, disse ele. “Quando não consigo pegar uma truta, isso não significa que não haja trutas no rio.”
Quando o SARS-CoV-2 apareceu pela primeira vez, seu parente mais próximo conhecido era um coronavírus de morcego que pesquisadores chineses encontraram em 2016 em uma mina na província de Yunnan, no sul da China. O RaTG13, como é conhecido, compartilha 96 por cento de seu genoma com o SARS-CoV-2. Com base nas mutações carregadas por cada vírus, os cientistas estimaram que o RaTG13 e o SARS-CoV-2 compartilham um ancestral comum que infectou morcegos há cerca de 40 anos.
Ambos os vírus infectam as células usando um gancho molecular, chamado de “domínio de ligação ao receptor”, para se prender em sua superfície. O gancho do RaTG13, adaptado para se prender às células dos morcegos, pode se agarrar fracamente às células humanas. O gancho do SARS-CoV-2, por outro lado, pode prender células nas vias aéreas humanas, o primeiro passo em direção a um caso potencialmente letal de Covid-19.
Para encontrar outros parentes próximos do SARS-CoV-2, os especialistas em vírus da vida selvagem checaram seus freezers cheios de amostras antigas de todo o mundo. Eles identificaram vários coronavírus semelhantes do sul da China, Camboja e Tailândia. A maioria veio de morcegos, enquanto alguns vieram de mamíferos escamosos conhecidos como pangolins. Nenhum era um parente mais próximo do que RaTG13.
Eloit e seus colegas, em vez disso, partiram em busca de novos coronavírus.
Eles viajaram para o norte do Laos, a cerca de 240 km da mina onde os pesquisadores chineses encontraram o RaTG13. Em seis meses, eles pegaram 645 morcegos pertencentes a 45 espécies diferentes. Os morcegos abrigavam duas dúzias de tipos de coronavírus, três dos quais eram notavelmente semelhantes ao SARS-CoV-2 – especialmente no domínio de ligação ao receptor.
No RaTG13, 11 dos 17 principais blocos de construção do domínio são idênticos aos do SARS-CoV-2. Mas nos três vírus do Laos, até 16 eram idênticos – a correspondência mais próxima até agora.
Eloit especulou que um ou mais coronavírus podem infectar humanos e causar doenças leves. Em um estudo separado, ele e seus colegas coletaram amostras de sangue de pessoas no Laos que coletam guano de morcego para viver. Embora os laosianos não mostrassem sinais de estarem infectados com o SARS-CoV-2, eles carregavam marcadores imunológicos, chamados anticorpos, que pareciam ser causados por um vírus semelhante.
Linfa Wang, uma especialista em vírus molecular da Duke-NUS Medical School em Cingapura que não esteve envolvida no estudo, concordou que tal infecção era possível, uma vez que os vírus recém-descobertos podem se ligar fortemente a uma proteína nas células humanas chamada ACE2.
“Se o domínio de ligação ao receptor está pronto para usar ACE2, esses caras são perigosos”, disse Wang.
Paradoxalmente, alguns outros genes nos três vírus do Laos são mais distantemente relacionados ao SARS-CoV-2 do que outros vírus de morcego. A causa dessa colcha de retalhos genética é a evolução complexa dos coronavírus.
Se um morcego infectado com um coronavírus pegar outro, os dois vírus diferentes podem acabar em uma única célula ao mesmo tempo. À medida que essa célula começa a replicar cada um desses vírus, seus genes se misturam, produzindo novos híbridos de vírus.
Nos coronavírus do Laos, esse embaralhamento de genes deu a eles um domínio de ligação ao receptor que é muito semelhante ao do SARS-CoV-2. A troca genética original ocorreu há cerca de uma década, de acordo com uma análise preliminar de Spyros Lytras, um estudante graduado da Universidade de Glasgow, na Escócia.
Lytras e seus colegas estão agora comparando o SARS-CoV-2 não apenas aos novos vírus do Laos, mas a outros parentes próximos encontrados nos últimos meses. Eles estão encontrando ainda mais evidências de embaralhamento de genes. Este processo – conhecido como recombinação – pode remodelar os vírus ano após ano.
“Está se tornando cada vez mais óbvio o quão importante é a recombinação”, disse Lytras.
Ele e seus colegas estão agora desenhando as complicadas árvores evolutivas dos vírus semelhantes ao SARS-CoV-2 com base nessas novas percepções. Encontrar mais vírus pode ajudar a esclarecer a situação. Mas os cientistas estão divididos quanto a onde procurá-los.
Eloit acredita que a melhor aposta é uma zona do Sudeste Asiático que inclui o local onde seus colegas encontraram seus coronavírus, bem como a mina próxima em Yunnan onde RaTG13 foi encontrado.
“Acho que a paisagem principal corresponde ao norte do Vietnã, norte do Laos e sul da China”, disse Eloit.
O novo projeto de caça a vírus do governo dos Estados Unidos, denominado DEEP VZN, pode detectar um ou mais vírus semelhantes ao SARS-CoV-2 naquela região. Um porta-voz da USAID, a agência que financia o esforço, apontou o Vietnã como um dos países onde os pesquisadores farão pesquisas e disse que novos coronavírus são uma de suas principais prioridades.
Outros cientistas acham que vale a pena procurar parentes do SARS-CoV-2 mais longe. Worobey, da Universidade do Arizona, disse que alguns coronavírus de morcegos transportando segmentos semelhantes ao SARS-CoV-2 foram encontrados no leste da China e na Tailândia.
“Claramente, a recombinação está nos mostrando que esses vírus são parte de um único pool de genes ao longo de centenas e centenas de quilômetros, senão milhares de quilômetros”, disse Worobey.
Colin Carlson, biólogo da Universidade de Georgetown, suspeita que um vírus capaz de produzir um surto semelhante ao de Covid possa estar ainda mais distante. Morcegos no extremo leste até a Indonésia e no oeste até a Índia, observou ele, compartilham muitas características biológicas com os animais conhecidos por transportar vírus semelhantes ao SARS-CoV-2.
“Este não é um problema apenas do Sudeste Asiático”, disse Carlson. “Esses vírus são diversos e mais cosmopolitas do que imaginamos.”
O interesse nas origens da pandemia trouxe atenção renovada às medidas de segurança que os pesquisadores estão usando ao estudar vírus potencialmente perigosos. Para garantir as bolsas do DEEP VZN, os cientistas terão que fornecer um plano de biossegurança e biossegurança, de acordo com um porta-voz da USAID, incluindo treinamento para funcionários, orientações sobre equipamentos de proteção a serem usados em campo e medidas de segurança para trabalho de laboratório.
Se os cientistas encontrarem primos mais próximos do SARS-CoV-2, isso não significa necessariamente que representem uma ameaça mortal. Eles podem não se espalhar em humanos ou, como alguns cientistas especulam, causar apenas pequenos surtos. Sabe-se que apenas sete coronavírus ultrapassaram a barreira das espécies para se tornarem patógenos humanos bem estabelecidos.
“Provavelmente existe uma vasta gama de outros coronavírus que acabam não indo a lugar nenhum”, disse Jessica Metcalf, ecologista evolucionista da Universidade de Princeton.
Ainda assim, a recombinação pode transformar um vírus que não vai a lugar nenhum em uma nova ameaça. Em maio, os pesquisadores relataram que dois coronavírus em cães se recombinaram na Indonésia. O resultado foi um híbrido que infectou oito crianças.
“Quando um coronavírus que monitoramos por décadas, que pensamos apenas como algo que nossos animais de estimação podem obter, pode dar o salto, deveríamos ter previsto isso, certo?” Carlson disse.
Este artigo apareceu originalmente em O jornal New York Times.
Escrito por: Carl Zimmer
Fotografias por: Kevin K. Caldwell
© 2021 THE NEW YORK TIMES
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Pelo menos morcego-ferradura, Rhinolophus pusillus, uma das três espécies de morcego-ferradura observadas no estudo. Foto / Kevin K. Caldwell via The New York Times
Coronavírus descobertos em morcegos do Laos são surpreendentemente hábeis em infectar células humanas, mostrando que tais características mortais podem de fato evoluir fora de um laboratório.
No verão de 2020, meio ano após o início do coronavírus
pandemia, os cientistas viajaram para as florestas do norte do Laos para capturar morcegos que poderiam abrigar primos próximos do patógeno.
Na calada da noite, eles usaram redes de neblina e armadilhas de lona para prender os animais conforme eles emergiam de cavernas próximas, coletaram amostras de saliva, urina e fezes e depois os jogaram de volta na escuridão.
As amostras fecais continham coronavírus, que os cientistas estudaram em laboratórios de biossegurança de alta segurança, conhecidos como BSL-3, usando equipamentos de proteção especializados e filtros de ar.
Três dos coronavírus do Laos eram incomuns: eles carregavam um gancho molecular em sua superfície que era muito semelhante ao gancho do vírus que causa o Covid-19, chamado SARS-CoV-2. Como o SARS-CoV-2, seu gancho permitiu que eles se prendessem às células humanas.
“É ainda melhor do que as primeiras cepas de SARS-CoV-2”, disse Marc Eloit, especialista em vírus do Instituto Pasteur em Paris que liderou o estudo, referindo-se a quão bem o gancho dos coronavírus do Laos se liga às células humanas. O estudo foi postado online no mês passado e ainda não foi publicado em uma revista científica.
Os especialistas em vírus estão comentando sobre a descoberta. Alguns suspeitam que esses vírus semelhantes ao SARS-CoV-2 podem já estar infectando pessoas de vez em quando, causando apenas surtos leves e limitados. Mas, nas circunstâncias certas, os patógenos podem dar origem a uma pandemia semelhante à da Covid-19, dizem eles.
As descobertas também têm implicações significativas para o debate acirrado sobre as origens da Covid, dizem os especialistas. Algumas pessoas especularam que a capacidade impressionante do SARS-CoV-2 de infectar células humanas não poderia ter evoluído por meio de um transbordamento natural de um animal. Mas as novas descobertas parecem sugerir o contrário.
“Isso realmente acaba com qualquer noção de que este vírus teve que ter sido inventado ou de alguma forma manipulado em um laboratório para ser tão bom em infectar humanos”, disse Michael Worobey, um especialista em vírus da Universidade do Arizona que não esteve envolvido no trabalho.
Esses vírus de morcego, junto com mais de uma dúzia de outros descobertos nos últimos meses no Laos, Camboja, China e Tailândia, também podem ajudar os pesquisadores a prever melhor as futuras pandemias. As árvores genealógicas dos vírus oferecem dicas sobre onde as cepas potencialmente perigosas estão à espreita e quais animais os cientistas deveriam examinar para encontrá-las.
Na semana passada, o governo dos EUA anunciou um projeto de US $ 125 milhões para identificar milhares de vírus selvagens na Ásia, América Latina e África para determinar seu risco de propagação. Eloit previu que havia muito mais parentes do SARS-CoV-2 a serem encontrados.
“Sou um pescador com mosca”, disse ele. “Quando não consigo pegar uma truta, isso não significa que não haja trutas no rio.”
Quando o SARS-CoV-2 apareceu pela primeira vez, seu parente mais próximo conhecido era um coronavírus de morcego que pesquisadores chineses encontraram em 2016 em uma mina na província de Yunnan, no sul da China. O RaTG13, como é conhecido, compartilha 96 por cento de seu genoma com o SARS-CoV-2. Com base nas mutações carregadas por cada vírus, os cientistas estimaram que o RaTG13 e o SARS-CoV-2 compartilham um ancestral comum que infectou morcegos há cerca de 40 anos.
Ambos os vírus infectam as células usando um gancho molecular, chamado de “domínio de ligação ao receptor”, para se prender em sua superfície. O gancho do RaTG13, adaptado para se prender às células dos morcegos, pode se agarrar fracamente às células humanas. O gancho do SARS-CoV-2, por outro lado, pode prender células nas vias aéreas humanas, o primeiro passo em direção a um caso potencialmente letal de Covid-19.
Para encontrar outros parentes próximos do SARS-CoV-2, os especialistas em vírus da vida selvagem checaram seus freezers cheios de amostras antigas de todo o mundo. Eles identificaram vários coronavírus semelhantes do sul da China, Camboja e Tailândia. A maioria veio de morcegos, enquanto alguns vieram de mamíferos escamosos conhecidos como pangolins. Nenhum era um parente mais próximo do que RaTG13.
Eloit e seus colegas, em vez disso, partiram em busca de novos coronavírus.
Eles viajaram para o norte do Laos, a cerca de 240 km da mina onde os pesquisadores chineses encontraram o RaTG13. Em seis meses, eles pegaram 645 morcegos pertencentes a 45 espécies diferentes. Os morcegos abrigavam duas dúzias de tipos de coronavírus, três dos quais eram notavelmente semelhantes ao SARS-CoV-2 – especialmente no domínio de ligação ao receptor.
No RaTG13, 11 dos 17 principais blocos de construção do domínio são idênticos aos do SARS-CoV-2. Mas nos três vírus do Laos, até 16 eram idênticos – a correspondência mais próxima até agora.
Eloit especulou que um ou mais coronavírus podem infectar humanos e causar doenças leves. Em um estudo separado, ele e seus colegas coletaram amostras de sangue de pessoas no Laos que coletam guano de morcego para viver. Embora os laosianos não mostrassem sinais de estarem infectados com o SARS-CoV-2, eles carregavam marcadores imunológicos, chamados anticorpos, que pareciam ser causados por um vírus semelhante.
Linfa Wang, uma especialista em vírus molecular da Duke-NUS Medical School em Cingapura que não esteve envolvida no estudo, concordou que tal infecção era possível, uma vez que os vírus recém-descobertos podem se ligar fortemente a uma proteína nas células humanas chamada ACE2.
“Se o domínio de ligação ao receptor está pronto para usar ACE2, esses caras são perigosos”, disse Wang.
Paradoxalmente, alguns outros genes nos três vírus do Laos são mais distantemente relacionados ao SARS-CoV-2 do que outros vírus de morcego. A causa dessa colcha de retalhos genética é a evolução complexa dos coronavírus.
Se um morcego infectado com um coronavírus pegar outro, os dois vírus diferentes podem acabar em uma única célula ao mesmo tempo. À medida que essa célula começa a replicar cada um desses vírus, seus genes se misturam, produzindo novos híbridos de vírus.
Nos coronavírus do Laos, esse embaralhamento de genes deu a eles um domínio de ligação ao receptor que é muito semelhante ao do SARS-CoV-2. A troca genética original ocorreu há cerca de uma década, de acordo com uma análise preliminar de Spyros Lytras, um estudante graduado da Universidade de Glasgow, na Escócia.
Lytras e seus colegas estão agora comparando o SARS-CoV-2 não apenas aos novos vírus do Laos, mas a outros parentes próximos encontrados nos últimos meses. Eles estão encontrando ainda mais evidências de embaralhamento de genes. Este processo – conhecido como recombinação – pode remodelar os vírus ano após ano.
“Está se tornando cada vez mais óbvio o quão importante é a recombinação”, disse Lytras.
Ele e seus colegas estão agora desenhando as complicadas árvores evolutivas dos vírus semelhantes ao SARS-CoV-2 com base nessas novas percepções. Encontrar mais vírus pode ajudar a esclarecer a situação. Mas os cientistas estão divididos quanto a onde procurá-los.
Eloit acredita que a melhor aposta é uma zona do Sudeste Asiático que inclui o local onde seus colegas encontraram seus coronavírus, bem como a mina próxima em Yunnan onde RaTG13 foi encontrado.
“Acho que a paisagem principal corresponde ao norte do Vietnã, norte do Laos e sul da China”, disse Eloit.
O novo projeto de caça a vírus do governo dos Estados Unidos, denominado DEEP VZN, pode detectar um ou mais vírus semelhantes ao SARS-CoV-2 naquela região. Um porta-voz da USAID, a agência que financia o esforço, apontou o Vietnã como um dos países onde os pesquisadores farão pesquisas e disse que novos coronavírus são uma de suas principais prioridades.
Outros cientistas acham que vale a pena procurar parentes do SARS-CoV-2 mais longe. Worobey, da Universidade do Arizona, disse que alguns coronavírus de morcegos transportando segmentos semelhantes ao SARS-CoV-2 foram encontrados no leste da China e na Tailândia.
“Claramente, a recombinação está nos mostrando que esses vírus são parte de um único pool de genes ao longo de centenas e centenas de quilômetros, senão milhares de quilômetros”, disse Worobey.
Colin Carlson, biólogo da Universidade de Georgetown, suspeita que um vírus capaz de produzir um surto semelhante ao de Covid possa estar ainda mais distante. Morcegos no extremo leste até a Indonésia e no oeste até a Índia, observou ele, compartilham muitas características biológicas com os animais conhecidos por transportar vírus semelhantes ao SARS-CoV-2.
“Este não é um problema apenas do Sudeste Asiático”, disse Carlson. “Esses vírus são diversos e mais cosmopolitas do que imaginamos.”
O interesse nas origens da pandemia trouxe atenção renovada às medidas de segurança que os pesquisadores estão usando ao estudar vírus potencialmente perigosos. Para garantir as bolsas do DEEP VZN, os cientistas terão que fornecer um plano de biossegurança e biossegurança, de acordo com um porta-voz da USAID, incluindo treinamento para funcionários, orientações sobre equipamentos de proteção a serem usados em campo e medidas de segurança para trabalho de laboratório.
Se os cientistas encontrarem primos mais próximos do SARS-CoV-2, isso não significa necessariamente que representem uma ameaça mortal. Eles podem não se espalhar em humanos ou, como alguns cientistas especulam, causar apenas pequenos surtos. Sabe-se que apenas sete coronavírus ultrapassaram a barreira das espécies para se tornarem patógenos humanos bem estabelecidos.
“Provavelmente existe uma vasta gama de outros coronavírus que acabam não indo a lugar nenhum”, disse Jessica Metcalf, ecologista evolucionista da Universidade de Princeton.
Ainda assim, a recombinação pode transformar um vírus que não vai a lugar nenhum em uma nova ameaça. Em maio, os pesquisadores relataram que dois coronavírus em cães se recombinaram na Indonésia. O resultado foi um híbrido que infectou oito crianças.
“Quando um coronavírus que monitoramos por décadas, que pensamos apenas como algo que nossos animais de estimação podem obter, pode dar o salto, deveríamos ter previsto isso, certo?” Carlson disse.
Este artigo apareceu originalmente em O jornal New York Times.
Escrito por: Carl Zimmer
Fotografias por: Kevin K. Caldwell
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