Brasil à Frente no Sequenciamento e Estudo do Coronavírus

A ciência brasileira é bastante respeitada no cenário mundial, em grande medida devido ao comprometimento e trabalho árduo dos nossos cientistas. Um exemplo inspirador foi o sequenciamento em somente 48 horas do coronavírus (SARS-CoV-2) do primeiro paciente registrado na América Latina, que foi contaminado na Itália. Como referência, outros países levam em média 15 dias para fazer o mesmo. Duas cientistas de destaque nesse projeto são a Dra Ester Sabino e a Dra Jaqueline de Jesus. Elas observaram que o vírus sequenciado no Brasil possui muitas semelhanças com o vírus sequenciado na Alemanha. Isso pode ser explicado a partir das pesquisas de cientistas italianos, que mostraram que o vírus chegou na Itália a partir da Alemanha.

Dra Ester Sabino (esquerda) e Dra Jaqueline de Jesus (direita). Crédito: USP Imagens e Currículo Lattes.

Mas o que é sequenciamento e o que podemos descobrir a partir dele? Todos os organismos, desde os vírus até os mamíferos têm material genético, ou genoma. O genoma é como um livro de receitas para a vida. Cada parágrafo desse livro contém uma instrução para o funcionamento celular. No caso do SARS-CoV-2, por exemplo, alguns capítulos (ou genes) são responsáveis pela produção da estrutura viral, outros pelos meios de infecção. Além de determinar as funções celulares, quando um vírus se reproduz, o genoma é passado adiante. Sequenciamento é a decodificação do genoma.

Isso tudo é feito a partir de uma pequena amostra de mucosa do paciente, do nariz ou boca. O genoma do vírus é extraído a partir da amostra por meio de técnicas de biologia molecular e enviado para um aparelho de sequenciamento. Essa tecnologia tem se desenvolvido enormemente nas últimas décadas. A técnica utilizada por Ester e Jaqueline, chamada MinION é portátil e barata, o que facilita o monitoramento de epidemias de diferentes organismos. É importante salientar que além da tecnologia avançada e relativamente barata, a experiência da equipe de pesquisa brasileira com estudos prévios de dengue e zika foram determinantes para o sucesso do sequenciamento do SARS-CoV-2. Isso mostra a importância do financiamento e apoio à pesquisa no nosso país.

Além das informações obtidas do aparelho de sequenciamento e do laboratório de biologia molecular, nós precisamos de técnicas de bioinformática e ciência da computação para compreender o significado do genoma. Com uma técnica de bioinformática denominada anotação, podemos descobrir onde estão os genes, e que funções eles têm. Também podemos comparar as sequências com outras cepas (variações) de coronavírus, e saber com quais delas o SARS-CoV-2 humano se assemelha. A partir dos genes, podemos também desenvolver tratamento e vacinas para a doença causada pelo vírus. Além dos estudos do genoma em si, os cientistas também aplicam simulações matemáticas para estudar como o vírus se propaga, e quais seriam as consequências de se aplicar diferentes políticas de quarentena para contenção do vírus. Essas simulações de propagação são muito bem explicadas nesse vídeo do canal 3Blue1Brown (que tem legendas em português disponíveis).

Sabemos sobre o genoma do SARS-CoV-2, a semelhança entre vírus de diferentes países e rotas de propagação. Mas de onde veio esse vírus originalmente, ele foi fabricado em laboratório? Um trabalho importantíssimo publicado na revista Nature Medicine estudou a origem do SARS-CoV-2 e mostrou que ele evoluiu em ambiente natural, e não surgiu em laboratório (ambiente artificial). A origem exata ainda é desconhecida, com duas hipóteses prováveis: evoluiu primeiro em humanos e foi passada a animais posteriormente, ou evoluiu primeiro em animais e foi passada a humanos posteriormente. Para obter esses conhecimentos, os autores deste trabalho compararam as cepas de coronavírus humana e de outros animais com uma técnica de bioinformática chamada alinhamento de sequências, na qual as sequências são agrupadas de acordo com similaridade (ilustrado na figura abaixo). O sequenciamento de mais amostras, tanto de animais quanto de humanos irá ajudar a descobrir a origem exata do vírus.

Genoma do coronavírus humano e comparações com sequências de outras espécies animais. Crédito: Andersen e colaboradores, revista Nature Medicine

É importante ressaltar que a comunidade científica e a indústria biomédica mundial estão trabalhando com afinco no desenvolvimento de vacinas e tratamentos para o SARS-CoV-2. Não existem medicamentos específicos contra SARS-CoV-2 no momento, e por isso medicamentos não tão eficazes estão sendo usados em casos mais graves. Apesar de todos os esforços, tais pesquisas são extremamente difíceis e delicadas, e não são imediatas. Cálculos atuais prevêem uma vacina para no mínimo o meio do ano de 2021. Para diminuir a taxa de contágio, governos e instituições do mundo inteiro estão aplicando políticas de quarentena. Atualmente, o distanciamento social é a principal medida de combate ao coronavírus.

Todos os estudos científicos do SARS-CoV-2 tem um valor imenso para os serviços de saúde e consequentemente para a população. Os cientistas estão nos apoiando diretamente nesse momento, assim como os profissionais da saúde. Mesmo se nós não somos da área de pesquisa ou saúde, podemos ajudar também no combate à pandemia ao praticar o distanciamento social o máximo possível, lavar as mãos com frequência e cuidar do nosso equilíbrio emocional e da nossa saúde física e mental.

Referências

[1] Primeiro Sequenciamento do SARS-CoV-2 no Brasil (29.02.2020)

[2] Brasileiras que lideraram o time de sequenciamento do SARS-CoV-2 (01.03.2020)

[3] Origem do SARS-CoV-2 no mundo (17.03.2020)

[4] Desenvolvimento de vacinas e tratamentos para o SARS-CoV-2 (02.04.2020)

[5] Coronavírus: cancelaram as aulas! E agora? (16.03.2020)

[6] Simulação de propagação viral (18.03.2020)

[7] Simulando uma epidemia (com legendas em português, 27.03.2020)

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