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Como se dão as mutações do coronavírus e o que isso significa para o futuro da pandemia

A esperança da vacina foi seguida pelos rumores sobre as novas variantes. Um grupo de cientistas sul-africanos explica as consequências destas e equaciona o seu futuro.
Célula infetada por SARS-CoV-2. Foto de NIAID/Flickr.
Célula infetada por SARS-CoV-2. Foto de NIAID/Flickr.

O surgimento de novas variantes do SARS-CoV-2 (o coronavírus que causa a infeção da Covid-19), e que pode estar associado com um aumento da transmissão do vírus e da gravidade da doença, levantou questões acerca da natureza e das taxas de mutações nos vírus. As respostas a estas questões guiarão potencialmente as decisões de saúde pública. Contudo, também é importante que cada pessoa as perceba para prevenir um eventual pânico.

Seguem-se algumas das informações básicas sobre isto.

O bê-á-bá das mutações

Todos os organismos, incluindo os vírus, têm genomas: estes são a sua herança genética. Todas as células têm genomas feitos de cadeias de ácido desoxirribonucléico (ADN). Os vírus, por outro lado, podem ter genomas feitos de cadeias de ADN ou nucleotídeos de ácido ribonucléico (ARN).

As mutações nos vírus e nos genomas celulares (substituições, adições, eliminações no ADN celular) ocorrem continuamente. Isto pode acontecer devido ao resultado de erros de replicação – quando a cópia do genoma através da maquinaria de replicação molecular introduz inadvertidamente mudanças – ou por efeitos de químicos ou de radiação.

As taxas de mutação (a frequência com que estas mutações acontecem) variam consoante os diferentes tipos de vírus e entre vírus e células. Em geral, os vírus têm mutações mais rápidas do que os genomas anfitriões e os vírus ARN geralmente têm mutações mais rápidas do que os vírus ADN.

Isto deve-se em grande medida a que a maquinaria de replicação dos vírus ARN geralmente não tem capacidade de correção de erros, como todas as outras células e a maioria dos vírus ADN têm. Por exemplo os vírus influenza que causam a gripe sazonal têm uma taxa de erro de 0.5 posições nucleotídas por genoma por infeção celular. Isto quer dizer que as mutações se acumulam rapidamente enquanto o vírus se multiplica numa pessoa.

Mas o SARS-CoV-2 e outros coronavírus são uma exceção à regra. Têm mutações quatro vezes mais lentas do que o influenza.

Muitas mutações nos genomas virais são silenciosas: não alteram a função do vírus de nenhuma forma, e não resultam em alterações na gravidade da doença e nas respostas imunitárias. Entre as que não são silenciosas, muitas são danosas paras as funções do vírus e resultam em vírus não viáveis e portanto não sobrevivem até dar azo a uma geração de vírus.

Ocasionalmente, uma mutação dará ao vírus uma melhor hipótese de sobrevivência de reprodução e resultará numa nova população (conhecida como uma nova linhagem). Convém notar que havia apenas 4-10 mutações acumuladas dos vírus SARS-CoV-2 que infetavam pessoas nos EUA em meados de 2020, comparado com o vírus original encontrado em Wuhan meses antes: portanto, apenas uma pequena proporção das 24 possíveis mutações desta sequência produziu uma mutação viável. Uma acumulação de mutações que altere significativamente as propriedades de uma linhagem de vírus seria uma nova variante. As variantes da SARS-CoV-2 encontradas no Reino Unido, na África do Sul e no Brasil – referidas como as variantes B.1.1.7, B.1.135 e P.1 – são exemplos disto. Todas elas têm taxas de transmissão significativamente maiores do que as linhagens anteriores.

A patologia infeciosa da SARS-CoV-2

Quando o vírus SARS-CoV-2 entra no anfitrião humano, habitualmente através de gotículas líquidas ou de aerossóis de tosse ou espirro, o vírus liga-se através da sua proteína S de superfície às células de superfície ACE2 humanas, como uma chave entra numa fechadura. Os “recetores” ACE2 estão presentes em quase todos os tipos de células humanas. Mas são especialmente comuns nas células do nariz e da garganta.

O genoma viral entra então nas células e sequestra-a de forma a criar múltiplas cópias de si e então propaga-se. As mutações que causam duas mudanças de aminoácido na proteína S da variante B.1.135 (E484K e N501Y) fazem com que o vírus se ligue de forma significativamente mais eficaz aos recetores ACE2 humanos. Isto significa que esta e variantes similares se podem propagar mais rápida e eficazmente na população anfitriã humana.

A infeção inicial nos seres humanos ocorre no trato respiratório superior e os sintomas iniciais são geralmente de uma infeção respiratória. Contudo, é cada vez óbvio que o SARS-CoV-2 é um vírus sistémico. Isto quer dizer que também pode infetar e causar danos em tecidos intestinais e urogenitais, células do sistema nervoso central e células endoteliais de vasos sanguíneos menores, levando a queixas de coagulação e até de acidentes vasculares cerebrais.

As consequências das mutações

Há duas coisas sobre as novas variantes que têm causado preocupação global: irão causar doenças mais graves; irão ser mais resistentes às vacinas?

O governo britânico e outros alegam que a variante B.1.1.7 “pode ser mais letal”. A variante B1.135 encontrada na África do Sul não é aparentemente mais grave.

A questão imunitária é complexa. As infeções naturais levam a respostas imunitárias celulares e de anticorpos amplas que atacam muitas partes do vírus. A maior parte das vacinas para a SARS-CoV-2 estimulam, contudo, respostas que atacam apenas a proteína S: isto casou preocupações de que as novas variantes pudessem escapar a estas respostas imunes “estreitas”. Uma aparente prova disso seria que a vacina da AstraZeneca, que foi a primeira a chegar à África do Sul e que deveria ser aplicada aos trabalhadores da saúde da linha da frente, tinha pouca eficácia em prevenir a Covid-19 leve ou moderada causada pela variante B.1.135.

Tranquilizadoramente, há poucas provas de que quaisquer das mutações até agora encontradas na proteina S afetem a eficácia da maior parte das outras vacinas mais habituais, apesar do burburinho gerado pelo trabalho in vitro com anticorpos monoclonais feitos em laboratório

De facto, há provas de que a eficácia das vacinas de mARN da Pfizer/BioNTech e Moderna e de adenovírus da Johnson & Johnson não é significativamente afetada. Isto porque ainda há muitos epítopos – ou pontos de ligação – para anticorpos na proteína S ou RBD que não são afetados pelas mutações conhecidas.

Também é possível rapidamente reformular as vacinas mARN para contrariar qualquer ameaça. Uma recomendação recente encorajadora foi que a vacina de dose única baseada em adenovírus da Johnson & Johnson seria boa para controlar surtos enquanto a vacina baseada em proteínas da Novavax poderia dar uma melhor proteção geral.

Então e mutações futuras?

É altamente provável que haja novas variantes da SARS-CoV-2 num futuro próximo. De facto, é muito provável que já existam novas variantes a circular na população humana mas que ainda não tenham sido detetadas através de vigilância genómica. Esta vigilância é forte em alguns países – como o Reino Unido e a África do Sul – mas é muito limitada noutros, incluindo na maior parte dos países de África.

O que é preocupante é que agora já sabemos que as proteínas S dos coronavírus sazonais causadoras da constipação comum evoluem para evitar as respostas imunológicas do hospedeiro, tal como os vírus influenza o fazem, o que faz com que as pessoas possam contrair estas viroses a cada três anos mais ou menos. Isto quer dizer que as vacinas da SARS-CoV-2 podem ter de ser mudadas regularmente como são as da gripe.

É provável que outras mutações funcionais venham a ocorrer, por exemplo mutações que podem aumentar o grau patogénico do vírus como já aumentaram a sua transmissibilidade?

A resposta é que simplesmente não sabemos se novas mutações irão fazer o vírus mais perigoso ou facilmente transmissível. Mas as provas dadas pela história de algumas das mais comuns viroses da constipação podem dar-nos pistas. Há constipações que são causadas por vários vírus diferentes, as mais comuns são numerosos rinovírus. Estas têm sido residentes permanentes nas populações humanas durante muitos séculos e voltam a surgir anualmente como uma epidemia sazonal. Apesar disso, contudo, não há nenhuma prova de nenhuma patologia mais grave. De facto, os quatro coronavírus que também causam a constipação comum podiam originariamente causar doenças mais graves, antes de se terem tornado endémicos e sazonais.

Espera-se que a Covid-19 siga o mesmo caminho.


Ed Rybicki e Anna-Lise Williamson da Universidade da Cidade do Cabo; Don Cowan e Stephanie G Burton da Universidade de Pretoria.

Texto originalmente publicado no The Conversation. Traduzido para português de Portugal por Carlos Carujo.

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