Um novo modelo de aprendizado de ma¡quina desenvolvido por pesquisadores da Michigan State University sugere que as mutações no genoma do SARS-CoV-2 tornaram o va­rus mais infeccioso.

O modelo, desenvolvido pelo pesquisador lider Guowei Wei, professor dos departamentos de Matema¡tica e Bioquímica e Biologia Molecular, analisou a genotipagem do SARS-CoV-2 de mais de 20.000 amostras do genoma viral. Os pesquisadores analisaram mutações na protea­na spike - uma protea­na responsável principalmente por facilitar a infecção - e descobriram que cinco dos seis subtipos de va­rus conhecidos agora são mais infecciosos.

Como acontece com qualquer va­rus, muitas mutações são basicamente benignas, representando pouco ou nenhum risco para os pacientes infectados. Algumas mutações atéreduzem a infecciosidade. Mas algumas mutações levam a um va­rus mais infeccioso.

Wei e sua equipe estudaram e analisaram os padraµes e locais de mutação por meses, rastreando as alterações em relação a  amostra oficial do genoma viral capturada em janeiro.

"O conhecimento sobre a infecciosidade do SARS-CoV-2 éum fator vital para medições preventivas contra o COVID-19 e para a reabertura da economia global", disse Wei. "Uma questãocrucial équais são as ramificações dessas mutações para a transmissão, diagnóstico, prevenção e tratamento de COVID-19."

A infecção viral ocorre quando a protea­na spike interage com um receptor da canãlula hospedeira humana chamado enzima conversora de angiotensina 2 - ACE2 para breve. No que se refere ao ACE2, os cientistas estãopreocupados com um conceito conhecido como afinidade de ligação , ou a força da interação de ligação entre a protea­na spike e o receptor do hospedeiro durante o esta¡gio inicial da infecção.

"A infecciosidade viral aumenta se a afinidade de ligação se fortalece", disse Wei. "Atualmente, mais de 50 mutações foram encontradas junto com a interface de ligação no doma­nio de ligação ao receptor de protea­nas de pico - RBD para breve - que tem 194 locais de mutação possa­veis."

O modelo de aprendizado de ma¡quina de Wei, uma rede neural avana§ada, analisou mais de 8.000 registros de interação de protea­nas para determinar o impacto das mutações conhecidas atuais na afinidade de ligação da protea­na spike SARS-CoV-2. O resultado, que sugere afinidade de ligação aumentada em cinco dos seis subtipos conhecidos, indica que a infecciosidade pode ter aumentado como resultado das mutações.

Preocupado com o potencial de novas mutações, Wei e sua equipe voltaram seu modelo para o futuro.

"a‰ extremamente importante saber se os subtipos futuros de SARS-CoV-2 representariam um perigo iminente para a saúde pública", disse Wei. "Para este fim, realizamos uma triagem sistema¡tica de todas as possa­veis 3.686 mutações futuras em 194 locais de mutação possa­veis ao longo do RBD."

O modelo de Wei prevaª que vários resíduos no motivo de ligação ao receptor - uma área componente do RBD - tem grandes chances de sofrer mutação em cepas COVID-19 mais infecciosas.

Ele adverte que, embora as previsaµes baseadas em inteligaªncia artificial sejam consistentes com os resultados experimentais dispona­veis, mais estudos são necessa¡rios para compreender completamente os impactos da mutação na infectividade do COVID-19, que évital para a resposta de saúde pública ao COVID-19.

Como parte de sua pesquisa, Wei e a equipe também prevaªem que o novo coronava­rus que estãose espalhando pelo mundo éligeiramente mais infeccioso do que o va­rus SARS original descoberto em 2003.

Wei disse que os resultados se alinham com os de outro estudo publicado recentemente por pesquisadores do Scripps Research Institute, na Fla³rida. Este estudo examinou as mutações da protea­na spike em um ambiente de laboratório, descobrindo também que o va­rus estãosofrendo mutações de maneiras que aumentam sua infecciosidade.

O papel, "Mutações reforçada SARS-CoV-2 infectividade, juntamente com grande parte da pesquisa publicada sobre COVID-19 eo SARS-CoV-2 do va­rus ", aparece no servidor de pré-impressão ArXiv.