Passados dois anos, a evolução do coronavírus continua a surpreender os cientistas

Médicos e cientistas continuam surpreendidos com a rapidez com que o vírus evolui, o que faz ao corpo humano e como se move entre espécies.

Por Priyanka Runwal
Publicado 16/03/2022, 14:49
SARS-CoV-2

Uma imagem colorida de microscópio eletrónico de transmissão do SARS-CoV-2 com as suas distintas proteínas “spike”. As mutações nestes espigões criam novas variantes de COVID-19. Os especialistas acreditavam que o SARS-CoV-2 não ia evoluir muito depressa, mas o vírus rapidamente provou que estavam errados.

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Raul Andino conhece os seus patógenos. Ao longo de mais de 30 anos, este investigador da Universidade da Califórnia, em São Francisco, estudou vírus RNA, um grupo que inclui o vírus que provoca a doença COVID-19. E, no entanto, Raul Andino nunca imaginou que testemunharia uma pandemia com esta escala no seu tempo de vida.

“A magnitude e implicações de tudo isto ainda são difíceis de compreender”, diz Raul Andino.

Embora os especialistas neste campo suspeitassem que podia surgir uma pandemia, “era difícil saber quando”, diz Raul. “É semelhante a um terramoto – sabemos que vai acontecer um terramoto, mas normalmente não pensamos sobre isso.”

No dia 11 de março de 2020 – exatamente há dois anos – a Organização Mundial de Saúde declarou a COVID-19 uma pandemia. Desde então, esta doença infetou quase 500 milhões de pessoas em quase 200 países e matou mais de seis milhões de pessoas em todo o mundo, e ainda não acabou.

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Ao longo deste trajeto, o coronavírus apresentou aos cientistas uma série de surpresas: muitos especialistas continuam surpreendidos com a rapidez com que o vírus evolui, o que faz ao corpo humano e como se move entre espécies.

O vírus SARS-CoV-2 original evoluiu rapidamente para uma série de variantes que impediram o regresso à normalidade pré-pandemia. Mesmo com a impressão genética do vírus em mãos e a capacidade de descodificar os genomas de novas variantes em poucas horas, tanto virologistas como profissionais de saúde têm dificuldades em prever como é que as mutações irão alterar a transmissibilidade e severidade do vírus.

Após terem sido diagnosticadas com uma infeção, milhões de pessoas continuam a  enfrentar sintomas que duram semanas ou meses. Os cientistas estão a tentar compreender a biologia desta nova e desconcertante síndrome chamada COVID longa.

Passados dois anos, ainda há muitas coisas que não sabemos sobre o SARS-CoV-2, diz David Wohl, especialista em doenças infeciosas da Universidade da Carolina do Norte. Eis o que os cientistas descobriram até agora – e os mistérios que continuam a atormentar e a frustrar os especialistas em coronavírus.

O pior cenário

Os especialistas já alertavam sobre algum tipo de pandemia iminente há décadas. À medida que os humanos expandem as suas povoações para as áreas selvagens, aumentam as probabilidades de um novo patógeno saltar de um animal para uma pessoa, dando origem a uma doença zoonótica mortal. Um estudo publicado na revista Nature mostrava que as doenças infeciosas emergentes originárias de vida selvagem aumentaram significativamente entre 1940 e 2004.

Contudo, a maioria dos especialistas estava preocupada com os vírus da gripe e não esperava necessariamente que um coronavírus provocasse tantos estragos.

Tudo mudou com o surto da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS) de 2002-04, que infetou mais de 8.000 pessoas em 29 países e fez 774 mortos. Depois, em 2012, o surto da Síndrome Respiratória do Médio Oriente (MERS) infetou mais de 2.000 pessoas em 37 países; vírus que até agora já matou quase 900 pessoas.

Ainda assim, as pessoas não estavam a prestar muita atenção aos coronavírus em comparação com os vírus “mauzões”, como a gripe, o HIV e vírus da dengue, diz Raul Andino.

Mas o SARS-CoV-2 chegou com um estrondo. Este vírus começou a propagar-se mais depressa do que os coronavírus anteriores, e uma das razões para isso acontecer, suspeitam os cientistas, deve-se à capacidade do vírus em mover-se eficazmente de uma célula para outra. O SARS-CoV-2 também é mais difícil de conter porque provoca muitos casos assintomáticos, pessoas que podem espalhar o vírus sem saber. “De certa forma, o SARS-CoV-2 encontrou uma forma de se espalhar rapidamente e também de provocar doenças”, diz Raul Andino. “Estamos perante o pior cenário.”

Marcha das variantes

Como se não bastasse, o vírus SARS-CoV-2 adquiriu mutações genéticas muito mais depressa do que o esperado.

Os coronavírus geralmente sofrem mutações com um ritmo mais baixo do que os outros vírus RNA, como a gripe e o HIV. Tanto o SARS-CoV como o SARS-CoV-2 acumulam aproximadamente duas mutações por mês; metade de um sexto da taxa observada nos vírus da gripe. Isto acontece porque os coronavírus têm proteínas de revisão que corrigem os erros introduzidos no material genético do vírus à medida que este se replica.

“Foi por isso que pensámos que [o SARS-CoV-2] não iria evoluir muito depressa”, diz Ravindra Gupta, microbiologista clínico da Universidade de Cambridge.

Mas o vírus rapidamente provou que Ravindra Gupta e os seus colegas estavam errados. O aparecimento da Alfa – a primeira variante de preocupação identificada no Reino Unido em novembro de 2020 – surpreendeu os cientistas. Esta variante tinha 23 mutações que a diferenciavam da estirpe original do SARS-CoV-2, oito das quais estavam na chamada proteína spike, essencial para o vírus se ancorar às células humanas e infetá-las.

“Ficou evidente que o vírus conseguia dar estes saltos evolutivos”, diz Stephen Goldstein, virologista evolutivo da Universidade de Utah. Com este conjunto de mutações, a variante Alfa era 50% mais transmissível do que o vírus original.

A versão seguinte, a variante Beta, foi identificada pela primeira vez na África do Sul e classificada como uma variante de preocupação apenas um mês depois. Esta variante tinha oito mutações na proteína viral, algumas das quais ajudavam o vírus a escapar às defesas imunitárias do nosso corpo. E quando surgiu a variante Gama em janeiro de 2021, tinha 21 mutações, 10 das quais estavam na proteína spike. Algumas destas mutações tornaram a Gama altamente transmissível e permitiram a reinfeção de pacientes que já tinham tido COVID-19.

“É surpreendente ver estas variantes a dar saltos bastante significativos na transmissibilidade”, diz Stephen Goldstein. “Creio que ainda não tínhamos observado um vírus a fazer isto, mas também nunca observámos uma pandemia anteriormente com a capacidade de sequenciamento genético que temos agora.”

Depois surgiu a Delta, uma das variantes mais perigosas e contagiosas. Esta variante foi identificada pela primeira vez na Índia e designada variante de preocupação em maio de 2021. No final desse mesmo ano, a variante Delta dominava quase todos os países. A sua constelação única de mutações – 13 no total e sete na proteína spike – tornou a Delta duas vezes mais infeciosa do que a estirpe original do vírus SARS-CoV-2, levando a infeções mais duradouras e aumentando 1.000 vezes a produção de vírus nos corpos das pessoas infetadas.

“A capacidade do [SARS-CoV-2] em apresentar novas soluções, e formas de se adaptar e propagar com tanta facilidade, é incrivelmente surpreendente”, diz Raul Andino.

A Ómicron, porém, que é duas a quatro vezes mais contagiosa do que a Delta, substituiu rapidamente esta variante em muitas partes do globo. Identificada pela primeira vez em novembro de 2021, a variante Ómicron tem um número invulgarmente elevado de mutações – mais de 50 no geral e pelo menos 30 na proteína spike – algumas das quais ajudam-na a escapar melhor dos anticorpos do que todas as versões anteriores do vírus.

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

Infeções crónicas

Uma das explicações mais convincentes para os enormes saltos no número de mutações assenta no facto de o vírus SARS-CoV-2 ter conseguido evoluir durante longos períodos de tempo nos corpos de pessoas imunocomprometidas.

Durante o ano passado, os cientistas identificaram pacientes com cancro e pessoas em estágios avançados de HIV que não se conseguiram livrar da infeção do vírus SARS-CoV-2 durante meses ou até quase um ano. Os sistemas imunitários suprimidos destas pessoas permitiram que ao vírus conseguir persistir, replicar e sofrer mutações durante meses.

Ravindra Gupta identificou uma destas mutações (também observada na variante Alfa) numa amostra de um paciente com cancro que permaneceu infetado durante 101 dias. Na África do Sul, num paciente com um caso avançado de HIV que ficou infetado durante seis meses, os cientistas registaram uma infinidade de mutações que ajudaram o vírus a escapar às defesas imunitárias do corpo.

“Saber que o vírus está a mudar a sua biologia tão depressa na sua história evolutiva é uma grande descoberta”, diz Ravindra Gupta. Há outros vírus, como o vírus da gripe e norovírus, que também sofrem mutações em indivíduos imunocomprometidos, “mas são casos muito raros”, diz Ravindra, “e infetam uma gama muito estreita de células”.

Por outro lado, o SARS-CoV-2 já provou que consegue infetar muitas áreas diferentes do corpo – criando efeitos ainda mais desconcertantes para os cientistas desvendar.

Não é apenas um vírus respiratório

Nos primeiros dias da pandemia, os profissionais de saúde perceberam que o vírus não estava apenas a provocar doenças semelhantes à pneumonia. Alguns pacientes hospitalizados também apresentavam danos cardíacos, coágulos sanguíneos, complicações neurológicas e defeitos renais e hepáticos. Os estudos feitos nos primeiros meses sugeriam uma razão para isto acontecer.

O SARS-CoV-2 usa as proteínas chamadas recetores ACE2 na superfície das células humanas para as infetar. Mas como os recetores ACE2 estão presentes em muitos órgãos e tecidos, o vírus estava a infetar mais partes do corpo do que apenas o trato respiratório. E também surgiram relatos da presença do vírus, ou partes do mesmo, em células de vasos sanguíneos, células renais e pequenas quantidades em células cerebrais.

“Já estudei muitas pandemias e, em quase todas, olhamos para o cérebro e encontramos lá o vírus”, diz Avindra Nath, neuroimunologista dos Institutos Nacionais de Saúde dos EUA. Por exemplo, os tecidos das autópsias cerebrais de 41 pacientes que necessitaram de hospitalização e faleceram de COVID-19 revelaram baixos níveis de vírus. Mas também havia sinais claros de danos, incluindo neurónios mortos e vasos sanguíneos mutilados.  

“Essa foi a maior surpresa”, diz Avindra Nath.

É provável que o vírus faça com que o sistema imunitário entre num modo hiperativo chamado tempestade de citocinas, que provoca inflamação e lesões em diferentes órgãos e tecidos. Uma resposta imunitária anormal pode persistir mesmo após a infeção, resultando em sintomas persistentes, incluindo fadiga crónica, palpitações cardíacas e confusão mental.

“Mas existem reservatórios de vírus que podem provocar inflamação crónica”, diz Sonia Villapol, neurocientista do Instituto de Pesquisa Metodista de Houston. Um estudo feito recentemente, que ainda não foi revisto por pares, mostra que o material genético do SARS-CoV-2 consegue persistir até 230 dias no corpo e no cérebro de pacientes com COVID-19, mesmo em casos de infeções ligeiras ou assintomáticas.

Susan Levine, médica de doenças infeciosas em Nova Iorque, é especializada no tratamento e diagnóstico da síndrome de fadiga crónica, que tem paralelos com a COVID longa. Susan atende agora 200 pacientes por semana, em comparação com os 60 que recebia nos tempos pré-pandemia. Ao contrário da síndrome de fadiga crónica, a COVID longa “atinge-nos como se fosse uma rocha”, diz Susan Levine. “É como se tivéssemos um tornado no interior do nosso corpo e, no espaço de uma semana após a infeção, passamos de trabalhar 60 horas por semana para ficarmos na cama o dia inteiro. É um evento muito compactado.”

Reservatórios animais de SARS-CoV-2

Os cientistas estão agora preocupados com a persistência do SARS-CoV-2 fora das populações humanas, e com o seu potencial de propagação entre outros animais e de regresso para os humanos, possivelmente prolongando a pandemia.

Em abril de 2020, tigres e leões no Zoo de Bronx, em Nova Iorque, testaram positivo para a COVID-19, despertando o interesse em encontrar outros animais que pudessem ser suscetíveis. Pouco tempo depois, um estudo identificou mamíferos, incluindo alguns primatas, veados, baleias e golfinhos, entre os mais vulneráveis à COVID-19, dadas as semelhanças entre os seus recetores ACE2 e os recetores nas células humanas.

Outro estudo – que usou aprendizagem automática para avaliar as capacidades de transmissão do vírus SARS-CoV-2 entre 5.400 espécies de mamíferos – descobriu que vários dos animais em maior risco de propagar COVID-19 são os que vivem mais perto das pessoas, como por exemplo o gado e até animais de estimação.

Até agora, o SARS-CoV-2 já infetou gatos, cães e furões de estimação, devastou quintas de criação de visons e espalhou-se entre tigres, hienas e outros animais em zoológicos. Para além disso, o SARS-COV-2 transbordou com sucesso de humanos para visons em cativeiro e de regresso os seus criadores. E uma pessoa no Canadá pode ter ficado infetada com COVID-19 através de um veado-de-cauda-branca.

“A preocupação é a de que, se isto continuar a evoluir nos veados até um ponto em que os veados se tornam cada vez mais imunes ao vírus, os anticorpos resultantes de uma reinfeção também podem impulsionar ainda mais a evolução viral”, diz Samira Mubareka, do Centro Sunnybrook de Ciências de Saúde, no Canadá. “E o vírus também pode estar a circular entre outros animais.”

Ainda assim, a disseminação do SARS-CoV-2 entre humanos continua a ser a maior preocupação para os cientistas, à medida que vão aprendendo mais sobre o vírus, sobre a sua presença e respetivo impacto em humanos e animais.

“Ainda não sabemos o que o futuro nos reserva”, diz David Wohl. “Temos mais de dois anos de observações e registos e, ainda assim, apesar de todo este conhecimento, continua a ser muito difícil prever o que vai acontecer.”

 

Este artigo foi publicado originalmente em inglês no site nationalgeographic.com

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