Cientistas portugueses já sequenciaram mais de 370 genomas do novo coronavírus

Objetivo é fazer o retrato da pandemia no país, a partir das linhagens do Sars-cov-2 em circulação no território, e analisar as mutações que já se observam no vírus. Uma vacina e futuras estratégias terapêuticas também vão depender desses estudos.

Começou tudo com os dois primeiros casos em Portugal, a 2 de março. Confirmado o resultado positivo para a covid-19, os investigadores do Instituto Nacional Ricardo Jorge (INSA) não precisaram de mais de quatro dias para fazer a sequenciação do genoma do novo coronavírus a partir das amostras daqueles primeiros doentes da região do Porto. E depois já não pararam.

Dois meses passados sobre a chegada da covid-19, Portugal conta já com 378 sequenciações do genoma do Sars-cov-2, feitas a partir de amostras de doentes de todas as regiões do país, incluindo Açores e Madeira.

É o resultado do trabalho de três institutos de investigação: o INSA, que fez 284 destas sequenciações e pretende completar um total de mil genomas no prazo de três meses - ganhou para isso um financiamento de 30 mil euros do programa especial de apoio à investigação em covid-19 da FCT; o instituto de investigação i3S, da Universidade do Porto, que concluiu 70 sequenciações e se propõe no mesmo prazo chegar às 240 - teve também um projeto no mesmo montante aprovado naquele programa da FCT -, e o Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC), que completou 24 genomas e tem a ambição de chegar aos dois mil até julho, se tiver esse número de testes positivos.

As três instituições, como muitas outras no país, estão envolvidas no esforço nacional de testagem para a covid-19 e as respetivas amostras positivas são a sua matéria-prima para a sequenciação dos genomas.

"Neste momento a taxa de positivos é baixa, o que é ótimo, e a continuar assim, a nossa meta dos dois mil genomas não será necessária. Mas se os casos voltarem a aumentar, então sequenciaremos todos os genomas das amostras positivas", explica a investigadora Isabel Gordo, que coordena no IGC o grupo de genómica e evolução de micróbios, e que vai estudar em detalhe as mutações já observadas no SARS-cov-2.

O INSA, como instituto de referência, recebe por seu lado amostras de doentes de covid-19 de todo o país. "Temos uma rede de mais de 20 hospitais, desde Vila Real, à região Centro, passando por Évora, Algarve, Funchal e Açores, entre outros, o que nos permite ter um retrato da pandemia à escala nacional", explica Vítor Borges, um dos investigadores do projeto e o coordenador no Instituto Ricardo Jorge da etapa final do processo de sequenciação genómica.

Já no i3S, que faz a testagem para a covid-19 dos centros de saúde do Porto Ocidental, de Gondomar e do Vale do Sousa, para além de lares da região Norte, o estudo dos genomas aponta a vários alvos.

"Queremos fazer uma radiografia do início da epidemia nesta região, onde aparentemente ela começou, estudar a taxa de mutação e relacionar as diferentes estirpes do vírus com a gravidade dos casos clínicos", adianta, por seu turno, a investigadora Luísa Pereira que lidera no i3S o grupo para os estudos da diversidade de genética.

Um retrato para a geografia do país

No conjunto dos três grupos de investigação, a meta global pode assim ultrapassar as três mil sequenciações do genoma do Sars-cov-2 até julho. Mas mesmo que isso não aconteça, a amostra será sempre suficiente para os investigadores produzirem um retrato muito exato da pandemia a nível nacional, identificando as linhagens do vírus em circulação, as cadeias de transmissão que se estabeleceram, e fazer comparações com as estirpes mais frequentes do coronavírus nos outros países. E há outras portas que se abrem a partir daqui.

A informação genómica, que ficará on line e de acesso livre, vai permitir também lançar um olhar mais abrangente em várias direções: em estudos epidemiológicos, na avaliação da gravidade dos casos clínicos, comparando-os com as respetivas estirpes do vírus, ou ainda na análise das mutações já visíveis no Sars-cov-2, o que poderá ajudar também na afinação de uma vacina ou de futuras estratégias terapêuticas.

O trabalho está a começar e dentro de três meses já haverá respostas mais claras para todas estas questões.

"Teremos um panorama de como a doença se iniciou em Portugal, de como se desenvolveu e em que pontos começou a transmissão do vírus na comunidade, e que cadeias de transmissão se desenvolveram", estima Vítor Borges. E explica: "Vamos olhar, por exemplo, para o caso de Ovar e perceber se houve ali várias introduções, ou se se tratou de um surto mais localizado, vamos determinar que linhagens do vírus que entraram em circulação e em que regiões do país, traçar os seus percursos e tentar perceber se já haveria casos anteriores aos dois primeiros confirmados, como já se verificou que aconteceu por exemplo nos Estados Unidos ou em Itália", explica Vítor Borges.

O investigador, que há dois anos desenvolveu e coordena no INSA a plataforma on line INSaFLU para a gripe, foi quem fez também a sua adaptação para a integração e análise do genoma do novo coronavírus.

"Criámos esta plataforma, a primeira a nível mundial de acesso livre para o vírus da influenza, que tem sido muito importante para o conhecimento e o controlo da gripe à escala mundial e que é recomendada aos estados da União Europeia pelo Centro Europeu de Controlo de Doenças, e agora adaptámo-la para o Sars-cov-2".

É justamente nessa plataforma do INSA e na Nextsrain, esta internacional e igualmente aberta, que o IGC, tal como o INSA, está a colocar as suas sequenciações do Sars-cov-2.

"Estamos a trabalhar em colaboração com o Instituto Ricardo Jorge", sublinha Isabel Gordo, que pretende fazer toda a análise evolutiva das mutações adquiridas pelo vírus, desde que ele surgiu na China até agora.

Quatro linhagens e oito a nove mutações

Todo este trabalho está numa fase inicial, mas as perto de quatro centenas de genomas sequenciados em Portugal já podem contar algumas coisas sobre estes dois meses de pandemia no país.

Uma delas é a de que as grandes linhagens do Sars-cov-2 que por cá circulam são quatro e, sem grande surpresa, coincidem com as que têm estado a infetar milhares de outros europeus.

"Há bastante diversidade genética, mas o perfil mais representado é o da Europa, que circulou muito em Itália, e que é o mais abundante, porque foi o mais transmitido. Nós vamos querer verificar se isso foi assim por que ele, eventualmente, se transmita melhor, ou por outro motivo", adianta Vítor Borges.

Para além dessa variante do vírus, encontram-se ainda nas amostras dos doentes portugueses outras três, que são idênticas às que têm circulado no Reino Unido, na Holanda, e em Espanha, "o que é congruente com as origens geográficas dos casos iniciais", justifica o investigador do INSA. Uma coisa é certa: "houve diferentes introduções do vírus no país".

Outra conclusão tem a ver com as mutações que já se observam no Sars-cov-2, em relação ao que ele era no momento em que surgiu na China, há cerca de cinco meses.

"O número de mutações está dentro do esperado", afirma Vítor Borges. "Este vírus acumula duas mutações em cada genoma por mês, e é isso que estamos detetar, o que significa que observamos nesta altura uma média de 8 a 9 mutações em cada genoma".

No início de março, quando surgiram os primeiros casos em Portugal e o INSA se lançou de imediato na descodificação genética das amostras desses doentes, a diferenciação era menor, pelo menos num dos casos.

"Fomos logo comparar com o primeiro genoma publicado pela China [a 10 de janeiro], e verificámos que num dos casos havia cinco mutações e noutro oito. Já eram, portanto, os perfis que estão a circular na Europa".

Descobrir os segredos do vírus

Mas o que significam afinal essas mutações? E o que é que elas nos podem dizer sobre os caminhos que a pandemia vai tomar a partir daqui, que relação poderão ter com casos de diferente gravidade da doença, e como se poderá afinar uma eventual futura vacina para prevenir a sua infeção?

Estas são perguntas ainda sem resposta, mas é nessas águas desconhecidas que os investigadores do INSA, do IGC e do i3S vão mergulhar durante os próximos três meses.

Olhar em detalhe para a proteína S do vírus, a que lhe serve de chave para entrar nas células humanas e aí se replicar, dando início à infeção, é justamente um dos objetivos do grupo de Isabel Gordo, no IGC.

"Queremos perceber se essas mutações podem mudar as propriedades do vírus e o mais óbvio é olhar para a sequência que codifica a proteína S, que é essencial para o processo de infeção", adianta a investigadora do IGC. Um primeiro olharjá lhe mostrou, aliás, que naquela região do genoma se vêm algumas alterações.

"Os vírus que estão a circular em Portugal têm em média oito mutações, e cerca de metade deles apresentam, justamente, uma alteração na sequência que codifica aquela proteína", conta Isabel Gordo, admitindo, no entanto, que "não se sabe" o que isso significa em relação ao comportamento do vírus.

"A minha hipótese é que ela não faz nada, porque não se situa exatamente na parte que codifica a zona da proteína que contacta o recetor da célula humana, mas é uma boa pista de trabalho. Vamos estudar isto no laboratório, testando essas estirpes com a mutação em células humanas, para ver o que acontece".

Mas os estudos nunca são demais, e os grupos do INSA e do i3S também vão olhar para as mutações que ocorreram no genoma do Sars-cov-2, à medida que se ele se foi disseminando pelo mundo - um processo que continua, à razão de duas mutações por mês, por genoma, o que é metade da taxa de mutação habitual dos vírus da gripe.

Estas são de resto questões determinantes para o desenvolvimento de uma eventual vacina, ou até para a precisão dos próprios testes de diagnóstico do Sars-cov-2, que se baseiam na deteção do seu material genético.

"Até agora não há alterações no genoma do vírus que afetem a precisão dos testes, mas isso pode acontecer se as sequências genéticas utilizadas deixarem de corresponder às dos vírus que estão em circulação, se sofrerem uma mutação. Temos de estar atentos, e por isso, sempre que adicionamos novos genomas fazemos esses balanços", nota Vítor Borges.

Para o grupo coordenado por Luísa Pereira no i3S, estudar esta questão também é um dos temas centrais.

"Conhecer a taxa de mutação do vírus é importante para uma futura vacina porque se ela for alta, uma eventual vacina tem de ser repetida de tempos a tempos, como acontece com a da gripe, que é anual, porque o vírus tem uma taxa de mutação alta", afirma Luísa Pereira. E sublinha: "Para já os dados indicam que este coronavírus não tem uma taxa de mutação elevada, mas temos de seguir a situação para perceber se isso se mantém ou não".

"Conhecer a taxa de mutação do vírus é importante para uma futura vacina porque se ela for alta, uma eventual vacina tem de ser repetida de tempos a tempo, como acontece com o vírus da gripe"

Há, entretanto, muito mais informação a retirar daí, relacionando por exemplo as diferentes estirpes do vírus com a gravidade dos casos clínicos, para perceber se há diferenças, e é esse caminho que o grupo do i3S também quer seguir.

"À medida que vão mutando, os vírus podem tornar-se mais infecciosos, esse é sempre um risco quando ocorre uma epidemia ou uma pandemia, porque quanto mais pessoas forem infetadas maior é o risco de um vírus adquirir mutações", explica Luísa Pereira. A sua equipa pretende assim "relacionar as mutações com a gravidade dos casos clínicos, para tentar perceber se há estirpes do vírus mais virulentas do que outras".

Este despiste será feito em colaboração com os médicos e investigadores Margarida Tavares e Tiago Guimarães do Hospital São João e do Instituto de Saúde Pública da Universidade do Porto (ISPUP), instituições parceiras do i3S neste projeto. E dentro de três meses se saberá.

Até lá, Luísa Pereira e a sua equipa não têm mãos a medir. É também esta investigadora que coordena no i3S os testes de diagnóstico à covid-19 e, como se não bastasse, tem entre mãos um outro projeto que também ganhou financiamento do programa especial da FCT para a covid-19, e cujo objetivo é desenvolver um kit de teste molecular mais rápido, mais sensível e mais barato para a doença.

"Um teste molecular leva-nos quase um dia, e com este método, que foi desenvolvido nos Estados Unidos há 5 anos para o diagnóstico do ébola, mas que nunca foi adaptado para um kit de fácil utilização, poderemos reduzir o tempo para a obtenção do resultado para uma hora". Daqui a três meses já haverá resultados. Até lá, trabalho não falta.

Este artigo faz parte de uma série dedicada aos investigadores portugueses e apoiada por: AbbVie

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