Alergologia e imunologia

Variantes da COVID-19 no Brasil e no mundo: o que sabemos dessas mutações? | Colunistas

Variantes da COVID-19 no Brasil e no mundo: o que sabemos dessas mutações? | Colunistas

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Amanda Wilceki

12 minhá 3 dias

Novas variantes da COVID-19 decorrentes de mutações são identificadas em Manaus, no Brasil, no Reino Unido e na África do Sul e chamam atenção pelo aumento da transmissão e agravamento das situações epidemiológicas nesses locais.

O surgimento das variantes

Todos os vírus sofrem mutações culminando em novas variantes, incluindo o coronavírus SARS-CoV-2 (Severe Acute Respiratory Syndrome CoronaVirus 2), responsável pela COVID-19 (COronaVIrus Disease 2019). Essas alterações genéticas surgem quando ocorre a replicação viral para que ele se espalhe cada vez mais no nosso organismo. Dentre essas mutações, muitas delas são insignificantes e até mesmo danosas para a propagação do vírus (pressão seletiva negativa), e outras pode podem deixar ele com mais patogenicidade ao ser humano, favorecendo a disseminação (pressão seletiva positiva).

No mundo, já foram observadas mais de 4 mil variações do coronavírus SARS-CoV-2, sendo que no Brasil foram identificadas mais de 60 linhagens do vírus pela Rede Genômica Fiocruz. Vale ressaltar que nem todas essas variações estão totalmente compreendidas acerca da transmissão e mortalidade de cada uma.

Uma possibilidade do porquê essas novas variantes estejam surgindo somente agora deve-se aos desafios evolutivos específicos e pressões de seleção que estimulam a sobrevivência de determinadas mutações.

Em um relatório publicado no site virological.org, especula-se que o surgimento da variante britânica está associado aos relatos nos pacientes imunodeficientes infectados de forma crônica com COVID-19, os quais apresentam altas taxas de mutações acumuladas em pouco tempo. Isso deve-sese deve a três fatores: (1) nessa população a resposta imune natural está mais suprimida, (2) possível resistência de uma variante aos anticorpos terapêuticos administrados de plasma convalescente e (3) se somente foi aplicada essa terapia de anticorpos após semanas de infecção, o que possibilitou uma quantidade elevada de vírus geneticamente diversos enquanto não havia defesa suficiente, criando as circunstâncias pertinentes para a rápida fixação de mutações.

Sobre a variante brasileira, um estudo da revista Science presume que a elevada imunidade de possivelmente 76% da população à infecção em onda anterior possibilitou certa vantagem para que a variante com mutação nova na proteína Spike conseguisse infectar essas pessoas. Contudo, essas especulações permanecem como uma hipótese e necessita de mais estudos para podermos afirmar a origem dessas variantes.

As mutações detectadas nas variantes

Apesar de possuírem origens diferentes, essas variantes compartilham uma constelação de mutações. Nelas foram identificadas novas mutações na proteína Spike do coronavírus, que é uma estrutura que liga o vírus através do seu domínio RBD (receptor-binding domain) ao receptor ACE2 (enzima conversora de angiotensina 2) das células do corpo humano propiciando a sua entrada. Dentre elas, destacam-se a mutação N501Y, encontrada nas três variantes de maior preocupação atual, e a E484K, descrita somente nas variantes da África do Sul e do Brasil (Manaus).

Imagem 1: Interação da proteína Spike com célula humana.

O nome da mutação N501Y é devido a alteração da molécula de aminoácido na posição 501 que se transformou de asparagina (N) para tirosina (Y). Essa mudança, ao que tudo indica, aumenta a ligação vírus-célula, o que consequentemente torna o vírus da COVID-19 mais contagioso. Também a N501Y produz um efeito muito amplificado se associado com outras mutações. Contudo, a causa disso permanece desconhecida.

, a mutação E484K modifica a região da proteína Spike onde há o acoplamento de anticorpos neutralizantes fazendo com que o vírus se esquive, ou seja, não é neutralizado pelo anticorpo. Isso faz com que aumente o risco de reinfecção, como já vem sendo associado em alguns pacientes. Um estudo do Fred Hutchinson Cancer Research Center publicado na plataforma bioRxiv mostrou que a potência de soros convalescentes de alguns doadores reduziu 10 vezes nas variantes com mutação E484K. Embora, comenta que não necessariamente o sistema imune dos pacientes com a nova variante caia 10 vezes.

As variantes de maior preocupação no momento são B.1.1.7 (ou VUI – 202012/01) que foi primeiramente identificada no Reino Unido, B.1.351 (ou 501Y.V2) encontrada na África do Sul, as variantes brasileiras P.1 detectada em Manaus e P.2 no Rio de Janeiro.

A variante no Brasil

No início de janeiro de 2021, o Japão contatou a OMS sobre a nova variante P.1 do coronavírus identificada em quatro viajantes brasileiros que estiveram em Manaus, no Brasil. Essa variante tem 12 mutações na proteína Spike, particularmente três delas (K417N / T, E484K e N501Y) são iguais a da identificada na África do Sul, o que contribui para afetar a transmissão e resposta do sistema imunológico das pessoas. Contudo, a mutação P.1 não é geneticamente relacionada a da África do Sul e também não tem vínculo com a do Reino Unido.

Desde março de 2020, as linhagens predominantes que circulam no Brasil são B.1.1.33 e B.1.1.28. Em Manaus, entre as amostras coletadas de março a novembro de 2020 a nova mutação estava ausente. Em novembro de 2020, foi identificada em 42% dos casos. Já, entre dezembro e janeiro de 2021 – época do colapso de saúde na região – foi encontrada em 91% dos casos da doença sequenciados, tornando-se a cepa dominante no estado, mais que a sua linhagem de origem – B.1.1.28. Isso sugere que essa linhagem foi submetida à uma pressão seletiva positiva. No último boletim epidemiológico de Manaus – cidade natal da variante P.1, a taxa de letalidade está em 5% – mais que o dobro da taxa de letalidade nacional de 2,4%, conforme o Ministério da Saúde.

De forma parecida, no Rio de Janeiro, encontraram outra nova variante, denominada P.2, com a mutação E484K, originada da linhagem B.1.1.33. Em novembro de 2020, a nova linhagem já era a mais prevalente entre as amostras sequenciadas no estado do Rio de Janeiro.

De acordo com os dados da Rede Genômica Fiocruz, em apenas 4 meses a partir do aparecimento delas em outubro de 2020, as duas linhagens brasileiras P.1 e P.2 são responsáveis juntas por 75% de todas as linhagens sequenciadas no Brasil. Em Manaus, as duas linhagens juntas representam 97,8% das amostras que foram sequenciadas em janeiro de 2021.

Imagem 2: Distribuição percentual das linhagens identificadas por mês no Brasil e em cada região.

Fonte: Rede Genômica Fiocruz e Freitas, A. R. R.; Giovanetti, M.; Alcantara, L. C. J. Variantes Emergentes Do SARS-CoV-2 E Suas implicações Na Saúde Coletiva. IAJMH 2021, 4. Disponível em: https://bit.ly/2YmCSjH e https://doi.org/10.31005/iajmh.v4i.181.

A variante no Reino Unido

A nova linhagem B.1.1.7 foi identificada pela primeira vez no Reino Unido em dezembro de 2020 e já foi sequenciada desde então em 70 países, sendo 29 deles com transmissão local. Essa variante do COVID-19 apresenta 14 mutações definidoras, dessas, 7 estão localizadas na proteína Spike. Segundo estudos, é estimado que o coronavírus SARS-CoV-2 acumula 1 a 2 mutações de nucleotídeos por mês. Além da mutação N501Y já comentada, encontraram também certas deleções, dentre elas a deleção 69-70, a qual exclui os aminoácidos 69 e 70 da proteína Spike, o que confere ao vírus maior facilidade de infecção às células do corpo humano.

O NERVTAG (New and Emerging Respiratory Virus Threats Advisory Group) da agência britânica Public Health England informou que a variante apresenta uma taxa de infecção 25% a 40% maior comparada às outras cepas e que o risco relativo de morte dos pacientes infectados com a nova linhagem B.1.1.7 é de 1,65 (IC de 95% 1,21-2,25) comparado aos casos não-B.1.1.7. Também foi relatado um maior número de casos entre crianças e adultos jovens. Essa linhagem é responsável pela pelo deterioramento da situação epidemiológica entre dezembro de 2020 e janeiro de 2021 em diversos países da Europa, como Reino Unido e Portugal.  

A variante na África do Sul

A nova variante B.1.351 é associada à segunda onda de COVID-19 ocorrida em dezembro de 2021 na África do Sul. A linhagem sul-africana apresenta múltiplas alterações na proteína Spike, dentre elas a N501Y, a E484K e a K417N. Embora porte a mesma mutação que a variante inglesa – a N501Y – as análises filogenéticas realizadas evidenciaram que a linhagem reportada na África do Sul possui uma origem diferente. Ela foi descrita inicialmente na Baía Nelson Mandela, localizada na costa leste da África do Sul e, em semanas, tornou-se a variante dominante nas províncias do Cabo Oriental e Ocidental. Até então, foi registrada em 31 países, sendo 13 desses apresentando transmissão local.

Um estudo de modelagem da London School of Hygiene & Tropical Medicine constatou que a transmissibilidade da variante sul-africana pode ser até 50% maior, capaz de escapar da imunidade uma em cada cinco pessoas previamente infectadas.

As vacinas atuais protegem contra novas variantes?

Ainda são poucos os estudos pesquisando a proteção contra as novas variantes entre as pessoas imunizadas pelas vacinas contra a COVID-19. Entretanto, já observaram que a resposta do imunizante a essas linhagens é diferente comparado às linhagens originais.

Segundo pesquisadores da vacina de Oxford/AstraZeneca, a sua vacina é eficaz contra a variante do Reino Unido, porém oferece proteção mínima contra doença leve a moderada causada pela variante sul-africana. As farmacêuticas Moderna e Pfizer relataram que as suas vacinas aparentam imunizar também contra a variante da África do Sul, embora com uma resposta imune menor. Já, a farmacêutica Sinovac, responsável pela vacina Coronavac, referiu que o imunizante protege contra as variantes britânica e sul-africana, porém necessita de testes contra a nova linhagem brasileira.

Conclusões

A comprovação de que novas variantes da COVID-19 ocasionam epidemias locais em regiões já comprometidas pela pandemia aumenta a preocupação sobre o aumento da transmissão e possível escape antigênico das barreias imunológicas. Esse crescimento rápido aponta para uma vigilância genômica e epidemiológica mais detalhada no mundo todo.

As medidas epidemiológicas contra a COVID-19 de higiene e distanciamento social contribuem não só para diminuir a taxa de transmissão, como também para impedir que o vírus se espalhe e adquira novas mutações. Assim, quanto maior o número de casos ativos, maior a possibilidade de propagar uma mutação danosa do vírus à população.

O diretor-geral da OMS, Dr. Tedros Adhanom, recomenda que os países compartilhem suas vacinas após imunizarem os profissionais de saúde e idosos, mesmo que não tenham imunizado todos os seus habitantes, já que a melhor estratégia para proteger o restante da população é vacinar as regiões do mundo de maior risco em que o vírus continua circulando, para impedir que o coronavírus prossiga se espalhando e, por consequência, tendo oportunidade de adquirir mais mutações que minimizem o efeito das vacinas.

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Referências

Rede Genômica Fiocruz http://www.genomahcov.fiocruz.br/

Fundação Oswaldo Cruz https://portal.fiocruz.br/

São Paulo confirma 1º caso de variante em paciente que não esteve em Manaus https://www.cnnbrasil.com.br/saude/2021/02/14/sao-paulo-confirma-1-caso-de-variante-em-paciente-que-nao-esteve-em-manaus

Farmacêuticas estudam eficácia de vacinas contra variantes do coronavírus https://www.cnnbrasil.com.br/saude/2021/02/12/farmaceuticas-estudam-eficacia-de-vacinas-contra-variantes-do-coronavirus

Preliminary genomic characterisation of an emergent SARS-CoV-2 lineage in the UK defined by a novel set of spike mutations https://virological.org/t/preliminary-genomic-characterisation-of-an-emergent-sars-cov-2-lineage-in-the-uk-defined-by-a-novel-set-of-spike-mutations/563

Three-quarters attack rate of SARS-CoV-2 in the Brazilian Amazon during a largely unmitigated epidemic https://science.sciencemag.org/content/371/6526/288

New coronavirus variants could cause more reinfections, require updated vacines https://www.sciencemag.org/news/2021/01/new-coronavirus-variants-could-cause-more-reinfections-require-updated-vaccines

Starr TN, Greaney AJ, Hilton SK, et al. Deep mutational scanning of SARS-CoV-2 receptor binding domain reveals constraints on folding and ACE2 binding. Preprint. bioRxiv. 2020;2020.06.17.157982. Published 2020 Jun 17. doi: 10.1101/2020.06.17.157982

DE ALBUQUERQUE, L. P.; SIQUEIRA PATRIOTA, L. L. DE; GONZATTO, V.; PONTUAL, E. V.; GUEDES PAIVA, P. M.; NAPOLEÃO, T. H. Coronavirus Spike (S) Protein: A Brief Review on Structure-Function Relationship, Host Receptors, and Role in Cell Infection. Advances in Research, v. 21, n. 9, p. 116-124, 28 ago. 2020.

FREITAS, ANDRÉ RICARDO RIBAS; GIOVANETTI, MARTA; ALCANTARA, LUIZ CARLOS JUNIOR. Variantes emergentes do SARS-CoV-2 e suas implicações na saúde coletiva. InterAmerican Journal of Medicine and Health, v. 4, 2021. https://doi.org/10.31005/iajmh.v4i.181

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