Saúde

Pesquisa fornece informações importantes sobre adaptação genética de SARS-CoV-2 a humanos
A pandemia de COVID-19 em desenvolvimento, causada pela grave síndrome respiratória aguda coronavírus 2 (SARS-CoV-2), resultou em uma crise global com consequências médicas, econômicas e humanitárias.
Por Tomislav Meštrović, - 28/05/2020

Em seu artigo inovador disponível no servidor de pré-impressão medRxiv * , os pesquisadores da Universidade de Pittsburgh estavam avaliando sinais da evolução do genoma do SARS-CoV-2 e descobriram que a seleção purificadora (isto é, remoção de mutações deletérias) representa a característica dominante durante a doença precoce do coronavírus (COVID -19) pandemia - sugerindo que o vírus evoluirá à medida que se diversifica em um número crescente de hosts.

A pandemia de COVID-19 em desenvolvimento, causada pela grave síndrome respiratória aguda coronavírus 2 (SARS-CoV-2), resultou em uma crise global com consequências médicas, econômicas e humanitárias. O agente viral pertence ao grupo de betacoronavírus e causa uma doença respiratória (potencialmente fatal).

Prevê-se que os vírus se adaptem rapidamente a uma nova espécie por uma série de mutações que aumentam a transmissibilidade. No entanto, pouco se sabe sobre o ritmo e o modo de evolução no início de muitos surtos - incluindo a pandemia COVID-19 em andamento.

Novo coronavírus SARS-CoV-2 Micrografia eletrônica de varredura colorida de uma
célula apoptótica (rosa) fortemente infectada com partículas do vírus SARS-COV-2
(verde), isoladas de uma amostra de paciente. Imagem capturada no
NIAID Integrated Research Facility (IRF) em Fort Detrick, Maryland. Crédito: NIAID

Analisando mutações para prever o comportamento do vírus

Conhecer o tipo e a frequência das mutações no início de uma pandemia pode fornecer informações importantes sobre como exatamente um patógeno recém-introduzido está bem adaptado ou mal adaptado - potencialmente informando as opções de tratamento que farão uso de suas fraquezas, mas também evitar a evolução da resistência aos medicamentos.

Portanto, o conjunto de mutações que podemos discernir durante essa pandemia pode decifrar como o vírus se adaptará aos hospedeiros humanos à medida que continua se espalhando. E devido a uma taxa de mutação relativamente alta pertinente aos vírus de RNA, a comparação de sequências genômicas pode nos fornecer uma riqueza de informações.

A obtenção de informações tão importantes foi o objetivo principal de um pequeno grupo de pesquisa da Universidade de Pittsburgh, Centro de Biologia e Medicina Evolutiva e Centro de Pesquisa de Vacinas em Pittsburgh, EUA.

Um mergulho profundo nos dados de sequenciamento

Em sua abordagem metodológica, os pesquisadores mapearam as mutações SARS-CoV-2 nas pontas da árvore filogenética e as geraram de volta até que elas se unissem em um ancestral comum. Isso lhes permitiu contar com precisão o número de substituições independentes herdadas por uma ou mais cepas virais.

Os genomas completos de SARS-CoV-2 foram baixados no início de maio de 2020 do GISAID, que é uma colaboração que fornece distribuição oportuna de dados de sequenciamento genético relacionados ao COVID-19 e influenza em um banco de dados livremente acessível.

Os genomas virais com mais de 500 degenerescências foram eliminados, resultando em uma coleção de 12.435 genomas; desses, 12.285 estavam com uma data conhecida de coleta e utilizados como proxy para a escala temporal de crescimento em relação ao primeiro genoma.

Foram utilizadas várias linguagens de programação e plataformas baseadas na Web para a análise do genoma SARS-CoV-2. Um pipeline de análise totalmente aberto e reprodutível foi fornecido no repositório GitHub.

Genômica comparativa de substituições paralelas em regiões codificadoras de proteínas.
Uma árvore filogenética com probabilidade máxima máxima enraizada em ponto
médio construída a partir de sequências do genoma de coronavírus relacionadas
à SARS com números de acesso coloridos por espécies hospedeiras (humano,
morcego, civeta de palma mascarado ou pangolim). Os códons são
coloridos pelo aminoácido correspondente, com frequentes substituições
de nucleotídeos mostradas em relação à sequência de referência SARS-CoV-2
(em cima). As sequências poli (U) são encontradas ao redor das substituições n
as posições 11.074, 11.083 e 21.575. As duas substituições observadas
na posição 28.077 resultam em conversões para o mesmo aminoácido em ORF8.

Uma exposição de adaptações humanas precoces

"Neste estudo, determinamos que o SARS-CoV-2 está evoluindo predominantemente sob a seleção purificadora que elimina a maioria das mutações por serem deletérias", explica os autores do estudo".


"Isso sugere que o SARS-CoV-2 estava bem preparado para invadir a população humana, embora continue se adaptando aos humanos através de mutações específicas que podem se acumular nos genomas individuais à medida que o SARS-CoV-2 continua a evoluir"


Ainda assim, deve-se notar que várias mutações paralelas surgiram em várias linhagens independentes, o que pode fornecer uma vantagem substancial de condicionamento físico sobre o genoma ancestral.

De qualquer forma, o pequeno número de mutações sugere que os coronavírus são bem versados ​​em saltar entre vários hospedeiros; portanto, devem ser tomadas precauções para evitar qualquer contato com seus reservatórios de animais conhecidos.

Isso é reforçado ainda mais pelo fato de haver apenas algumas posições do genoma em que várias substituições foram observadas, apesar de um suprimento abundante de mutações. Uma taxa de mutação tão baixa da SARS-CoV-2 nos dá esperança de uma eventual vacina.

"As poucas substituições altamente paralelas que observamos oferecem caminhos intrigantes para uma investigação mais aprofundada, pois a maioria é enigmática e localizada em regiões pouco caracterizadas do genoma da SARS-CoV-2", concluem os autores do estudo".


A falta de mutações em grandes porções do vírus pode identificar alvos em potencial para o desenvolvimento de medicamentos. E enquanto todos nós nos preparamos para a segunda onda potencial da pandemia de COVID-19, as ideias deste estudo são de extrema importância para direcionar novos esforços de pesquisa.

 

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