Podemos prever todas as maneiras pelas quais o coronavírus SARS-CoV-2 poderia evoluir?

No final do ano passado, três variantes do coronavírus SARS-CoV-2 (o vírus que causa a epidemia de Covid-19) se espalhando rapidamente foram identificados no Reino Unido, África do Sul e Brasil.

Mais recentemente, as variantes também surgiram em Índia, nos Estados Unidos e em outro lugar, causando preocupação. O surgimento dessas variantes é um bom presságio para uma luta contra a pandemia, que provavelmente se prolongará, ou o coronavírus logo perderá espaço para manobra evolutiva e se tornará um patógeno endêmico mais benigno?

As previsões sobre o curso da SARS-CoV-2, em particular suas mudanças na virulência, serão sempre incertas. Mesmo o mais perspicaz dos evolucionistas não pode alegar ser infalível em face dos desafios colocados por mutações aleatórias na molécula de RNA, as rotas caóticas de transmissão e propagação do vírus ou os efeitos das forças da seleção natural. No entanto, os conceitos evolutivos agora bem estabelecidos, juntamente com a riqueza de dados coletados sobre o próprio vírus, podem pelo menos nos fornecer alguma indicação dos desenvolvimentos mais prováveis.

Uma margem baixa para inovação

O SARS-CoV-2 passou de um hospedeiro animal não identificado para o homem. Ao fazer isso, ele entrou em um novo espaço em evolução, cheio de obstáculos, ameaças, becos sem saída e, muito ocasionalmente, oportunidades. É difícil imaginar esse espaço ou medi-lo. Na verdade, é irritantemente multidimensional e seus limites e topografias podem ser vistos de muitos pontos de vista.

Uma maneira de fazer isso é começar considerando os limites superiores da diversidade das sequências genômicas do coronavírus, ou os limites de seu “espaço mutacional”. O genoma do SARS-CoV-2 possui 30 pares de bases, ou seja, 000 sítios que podem ser ocupados cada um por uma das quatro bases que constituem o RNA (adenina, citosina, guanina e uracila). Há, portanto, mais de um quintilhão (quatro elevado a 30) de possíveis sequências genômicas, o que é aproximadamente equivalente à largura da Via Láctea, expressa em metros.

No entanto, esse limite, calculado de forma puramente matemática, não leva em consideração a biologia do coronavírus. Portanto, é totalmente desnecessário. Na verdade, quase nenhum desses genomas hipotéticos poderia produzir um vírus capaz de funcionar adequadamente, ou seja, capaz de infectar células e aí se multiplicar. Esta obrigação fundamental, para as mutações que ocorrem, de manter o mecanismo viral em perfeito funcionamento significa que existem restrições evolutivas que limitam a velocidade e eficiência de adaptação do vírus. É uma boa notícia.

Mais uma boa notícia: os especialistas são relativamente otimista em relação à ameaça representada por mutações que ocorrem no genoma do coronavírus SARS-CoV-2. Esse ativismo reflete o fato de que a grande maioria das mutações que podem ocorrer têm consequências mínimas ou até nulas na funcionalidade do vírus. Embora isso possa, em teoria, explorar extensões imensas do espaço mutacional, quase todos eles são incapazes de dar origem a um vírus funcional. E muitos dos que permaneceram não seriam capazes de mudar seu comportamento.

No entanto, se a maioria das mutações são inofensivas, neste espaço mutacional também existem alguns recantos microscópicos (eles próprios aninhados no coração de recantos microscópicos ...) nos quais as mudanças genômicas ocorrendo excepcionalmente podem permitir que o vírus acesse as inovações.

Com que rapidez o SARS-CoV-2 muda?

O sequenciamento do genoma do SARS-CoV-2 nos permitiu observar em grande detalhe o SARS-CoV-2 explorando seu espaço mutacional. Agora sabemos que seu genoma adquire um ou duas transferências por mês em média, o que, devido ao seu tamanho, representa uma taxa de mutação cerca de quatro vezes mais lenta do que a do vírus da gripe. Esse resultado foi amplamente interpretado como positivo. Na verdade, a lógica dita que um genoma mais estável oferece menos possibilidades para o vírus escapar das vacinas ou se envolver em outro truque genético.

Nesse contexto, o surgimento da chamada variante “britânica” (também conhecida como “variante de Kent”, B.1.1.7 ou 20I / 501Y.V1) foi notável e deu o que pensar. Dados de sequenciamento de fato revelaram que ele tinha acumulou 23 mutações (o equivalente a vários anos de modificações) e, aparentemente, tudo de uma vez. A maioria dessas mutações é de pouca importância evolutiva, mas outras são responsáveis ​​pelo aumento da taxa de transmissão observada para esta variante.

Por que e como isso aconteceu? É durante sua replicação dentro de um hospedeiro humano que os vírus sofrem mutação. Algumas dessas mutações podem alterar a maneira como interagem com as células humanas, incluindo as do sistema imunológico. É possível que a chamada variante "britânica" tenha aparecido em um único paciente imunocomprometido, durante uma infecção de longa duração. Podemos, por exemplo, imaginar que um tratamento de plasma convalescente (portanto, carregado com anticorpos), administrado ao longo de várias semanas, poderia ter permitido a seleção de tal variante em tal paciente.

"Surtos evolutivos" semelhantes foram observados em outros lugares. Uma "variante de interesse" apareceu recentemente na Tanzânia, por exemplo, é um portador de 34 mutações distintas. Exemplos de recombinação, onde diferentes genomas de SARS-CoV-2 se combinam para formar um híbrido, também foram observados. Embora esses eventos sejam raros, sua importância potencial para a evolução do vírus não deve ser minimizada. Uma taxa de mutação média relativamente baixa nem sempre corresponde, na verdade, a uma taxa de evolução baixa ...

Muitos chamados, mas poucos escolhidos

A pressão evolutiva resultante do uso de terapias baseadas em anticorpos (plasma convalescente) foi provavelmente o gatilho para o surgimento da chamada variante “britânica”. A consequência mais óbvia desse desenvolvimento foi o aumento da propensão da variante a ser transmitida com mais facilidade. Isso revela que o mesmo conjunto de mutações pode dar ao vírus múltiplos benefícios, fenômeno conhecido como "pleiotropia".

Mesmo que ainda não entendamos completamente os mecanismos biológicos envolvidos, podemos facilmente identificar as mutações afetadas a partir dos dados da sequência, conforme elas surgiram várias vezes durante a pandemia. Na verdade, as mutações ocorrem "às cegas", mas as que conferem uma vantagem são selecionadas por seleção natural, o que já aconteceu várias vezes: este mecanismo é denominado "convergência evolutiva".

Uma dúzia de mutações está em causa. Eles são encontrados, em várias combinações, em todas as variantes. Eles modificam a proteína Spike - a parte do vírus que se liga às células humanas e permite que as infecte. Ao fazer isso, essas mutações levaram a um aumento no número de infecções e, portanto, mortes. Pode-se encontrar algum conforto, no entanto, no fato de que seu número parece ser limitado… Deve-se ter em mente, entretanto, que as propriedades do SARS-CoV-2 provavelmente não são determinadas por mutações únicas, mas sim pela interação de várias delas. Esta perspectiva combinatória abre novas áreas de espaço mutacional potencialmente frutífero para o coronavírus ...

Compreender como eventos raros e isolados podem alterar a trajetória de toda a pandemia deve nos alertar para os perigos da propagação descontrolada da SARS-CoV-2. Na verdade, assim como as chances de ganhar na loteria aumentam com o número de bilhetes comprados, a probabilidade de que eventos evolutivos raros levem ao surgimento de novas variantes preocupantes aumenta com o número de pessoas infectadas ...

Em última análise, embora seja difícil prever como o SARS-CoV-2 poderia evoluir, uma coisa é certa: é imperativo manter o número de casos o mais baixo possível em todo o mundo, porque as novas variantes não respeitam nenhuma fronteira.

Ed Feil, Professor de Evolução Microbiana no The Milner Center for Evolution, University of Bath

Este artigo foi republicado a partir de A Conversação sob licença Creative Commons. Leia oartigo original.

© Info Chrétienne - Reprodução parcial autorizada seguida de um link "Leia mais" para esta página.

APOIE A INFORMAÇÃO CRISTÃ

Info Chrétienne por ser um serviço de imprensa online reconhecido pelo Ministério da Cultura, a sua doação é dedutível no imposto de renda em até 66%.