Como cientistas britânicos encontraram a variante mais infecciosa do coronavírus

LONDRES – De repente, o coronavírus pareceu mudar.

Durante meses, o Dr. Steven Kemp, um especialista em doenças infecciosas, examinou uma biblioteca global de genomas de coronavírus. Ele estava estudando como o vírus havia sofrido mutação nos pulmões de um paciente que lutava para se livrar de uma infecção em um hospital próximo de Cambridge, e queria saber se essas mudanças apareceriam em outras pessoas.

Então, no final de novembro, o Dr. Kemp fez uma coincidência surpreendente: algumas das mesmas mutações detectadas no pacienteJunto com outras mudanças, eles estavam aparecendo repetidamente em pessoas recém-infectadas, principalmente na Grã-Bretanha.

Pior ainda, as mudanças se concentraram na proteína spike que o vírus usa para se ligar às células humanas, sugerindo que um vírus que já está causando estragos ao redor do mundo está evoluindo de uma forma que pode torná-lo ainda mais contagioso.

“Existem muitas mutações que ocorrem junto com a mesma frequência”, escreveu o Dr. Ravindra Gupta, um virologista de Cambridge, em 2 de dezembro. Listando as mudanças mais preocupantes, ele acrescentou: “TODAS essas sequências têm os seguintes mutantes de pico.”

Os dois pesquisadores ainda não sabiam, mas encontraram uma nova variante altamente contagiosa do coronavírus que se espalhou pela Grã-Bretanha, abalando a compreensão dos cientistas sobre o vírus e ameaçando atrasar a recuperação global da pandemia.

A notícia se espalhou por um consórcio de cientistas britânicos, portadores de longa data da tocha genômica que ajudaram a rastrear as epidemias de ebola e zika. Eles se conheceram no Slack e em videochamadas, comparando notas enquanto procuravam pistas, incluindo um conselho de cientistas da África do Sul sobre outra nova variante lá. Outros surgiram desde então no Brasil.

Por quase um ano, os cientistas observaram apenas mudanças incrementais no coronavírus e esperaram mais do mesmo. As novas variantes os forçaram a mudar de mentalidade, anunciando uma nova fase da pandemia em que o vírus poderia evoluir a tempo de minar a eficácia das vacinas.

Mas o caminho para sua descoberta foi pouco aclamado em março, quando a Grã-Bretanha decidiu iniciar o sequenciamento de amostras de coronavírus em massa. O país produz metade do inventário global de genomas do coronavírus, fornecendo uma visão incomparável de como o vírus muda e como as pessoas o trouxeram para a Grã-Bretanha no ano passado e agora está realizando a variante.

Para a Grã-Bretanha, a descoberta veio tarde demais para evitar uma nova onda de punição de Covid-19 que coloque seus hospitais no limite de ter que negar cuidados que salvam vidas. A variante já estava se espalhando rapidamente, instigada por restrições governamentais frouxas durante o outono e início do inverno.

Mas a Grã-Bretanha deu um alarme para o mundo, permitindo que os países fechassem suas fronteiras e comecem a procurar freneticamente por uma variante que, de outra forma, não notariam por meses. Cientistas britânicos rapidamente publicaram estudos que convenceram os céticos de sua potência.

“O Reino Unido errou muito sobre esta pandemia, principalmente não aprendeu lições sobre a importância de reagir cedo”, disse Neil Ferguson, epidemiologista e conselheiro do governo. Mas o Reino Unido tem um sistema de vigilância incomparável para a Covid. Podemos monitorar mudanças muito pequenas no vírus. “

Laboratórios na Grã-Bretanha, após testar swabs para o vírus, enviam o material restante em vans refrigeradas para o Instituto Wellcome Sanger, um laboratório de genômica, onde são armazenados em freezers cavernosos.

Lá, robôs separam as amostras positivas e as depositam em poços de pequenos pratos em forma de copos de muffin. As máquinas então mapeiam seus genomas, disse Jeffrey Barrett, que lidera o projeto de sequenciamento, que produz 30.000 códigos de letras genéticas que são carregados em uma biblioteca da Internet. A tarefa de dar sentido às mutações cabe a biólogos como Andrew Rambaut, um professor de Edimburgo, que determinam onde elas se encaixam na árvore evolutiva.

O esforço gerou mais de 165.000 fluxos na Grã-Bretanha. Os Estados Unidos, com cinco vezes mais pessoas, sequenciaram cerca de 74.000 genomas. A Alemanha sequenciou cerca de 3.400, menos da metade do que a Grã-Bretanha colocou no banco de dados global apenas na quinta-feira.

“Isso revolucionou totalmente a maneira como lidamos com o vírus”, disse Judith Breuer, virologista da University College London.

A campanha tomou forma em 4 de março, antes que 100 infecções por coronavírus fossem encontradas na Grã-Bretanha, quando um microbiologista de Cambridge, Sharon Peacock, enviou uma série de e-mails para genomicistas britânicos, perguntando a cada um: “Você pode me ligar, por favor?”.

Em duas semanas, seu consórcio recém-formado havia levantado £ 20 milhões, ou cerca de US $ 27 milhões, em financiamento do governo.

“É uma comunidade próxima aqui, e em março ele efetivamente colocou de lado qualquer rivalidade, qualquer ego e apenas disse: ‘Podemos desempenhar um papel crítico no gerenciamento da pandemia'”, disse Thomas Connor, um cientista do País de Gales que construiu uma plataforma. . para coletar e analisar genomas.

Entre as amostras sequenciadas no verão passado estão as de um homem de 70 anos com linfoma, internado em maio em um hospital de Cambridge para tratamento para Covid-19. O Dr. Gupta, médico de meio período, começou a tratar o paciente, cujos medicamentos anticâncer haviam esgotado sua resposta imunológica. Sequestrado em uma sala de isolamento, o paciente lutou para respirar. Mesmo após várias rodadas de tratamento, incluindo plasma de anticorpos de pacientes recuperados, o vírus não desapareceu.

Em vez disso, ele sofreu mutação. Os esforços de sequenciamento da Grã-Bretanha abriram uma janela para essas mudanças: em 101 dias no hospital, as partículas virais que percorriam os pulmões do homem foram sequenciadas 23 vezes, um tesouro de pistas.

O paciente morreu em agosto, aparentemente sem ter infectado mais ninguém. Mas as mutações em seu vírus forneceram aos cientistas uma teoria importante sobre como a variante britânica se originou: contornar as defesas imunológicas de alguém como o paciente de Cambridge, que tinha um sistema imunológico enfraquecido e uma infecção de longa duração.

“Chamamos isso de paciente padrão ouro para avaliar diferentes populações virais em um hospedeiro”, disse o Dr. Kemp.

Uma mutação que o paciente tinha, marcada como 69-70del, muda a forma da proteína do pico. Outro, o N501Y, pode ajudar a proteína a se ligar mais às células humanas.

O Dr. Kemp pesquisou o banco de dados global por essas mudanças a cada poucos dias, encontrando poucos motivos para se preocupar. Então, no final de novembro, ele de repente percebeu muitos genomas, principalmente da Grã-Bretanha, que tinham essas mutações e uma série de outras que poderiam mudar a forma como o vírus entrava nas células humanas. Ele ligou para o Dr. Gupta em seu computador para dar uma olhada.

Finalmente, cientistas britânicos detectaram 23 mutações que distinguiam esses genomas da primeira versão conhecida em Wuhan, China, o suficiente para ser considerada uma nova variante, como é rotulada como B.1.1.7. Em uma árvore evolutiva feita pelo Dr. Kemp, ele se destacou como um único e fino galho.

“Eu não esperava nada parecido”, disse Gupta. “No final de novembro, tudo se resumia à esperança de uma vacina e não havia sinal de novas variantes.”

O número de mutações na proteína spike o abalou particularmente, disse ele, chamando-o de “um momento de surpresa”.

Ao mesmo tempo, especialistas em saúde pública na Inglaterra ficaram perplexos com um surto inexplicável de casos de coronavírus. Um bloqueio havia atenuado o vírus em toda a Inglaterra, mas não em Kent, um condado de londrinos e pomares no sudeste. Surgem casos nas escolas. Um em cada 328 residentes foi infectado.

Somente em 8 de dezembro, em sua reunião regular com genomicistas, as autoridades de saúde pública concluíram que a causa era provavelmente uma nova variante. Ao revisar seus bancos de dados, os cientistas descobriram que ele havia sido coletado pela primeira vez em setembro e se espalhou quando as pessoas voltaram aos escritórios e frequentaram restaurantes e pubs a mando do governo.

Os pesquisadores acabaram se convencendo de que a variante era, de fato, mais transmissível – cerca de 30 a 50 por cento mais -, mas somente depois de reunir um mosaico de pistas menos conclusivas.

“Não há uma linha de evidência totalmente inequívoca: a ciência só gera esse tipo de garantia por longos períodos de tempo”, disse Oliver Pybus, biólogo evolucionista de Oxford. “Foi mais um caso de diferentes linhas independentes de evidências se unindo.”

Depois que os cientistas apresentaram sua conclusão em 11 de dezembro a um órgão consultivo do governo, o Dr. Ferguson, o epidemiologista, temeu que “isso quase certamente nos obrigaria a outro bloqueio”. Ele enviou uma mensagem de texto ao principal conselheiro científico do primeiro-ministro Boris Johnson, alertando-o sobre a variante.

Em 22 de dezembro, cientistas do governo disseram que medidas rígidas, incluindo o fechamento de escolas, eram necessárias para suprimir a variante. Mas Johnson permitiu que pessoas em partes da Inglaterra se reunissem no Natal e não impôs um bloqueio a toda a Inglaterra. Até 4 de janeiro.

Estima-se que a variante seja responsável por mais de 80% dos casos positivos em Londres e pelo menos um quarto das infecções em outras partes da Inglaterra, e já apareceu em mais de 50 países. Oficiais de saúde americanos avisado na sexta que a variante britânica pode ser a principal fonte de infecção nos Estados Unidos em março.

Nos últimos dias, o Dr. Gupta e o Dr. Kemp começaram a usar soro sanguíneo de pessoas vacinadas para determinar se a variante pode enfraquecer a potência das vacinas.

“O mundo foi informado por muito tempo que as mutações não importam realmente por causa do coronavírus”, disse o Dr. Gupta. “Mas descobrimos que as mutações ocorreram e tiveram um impacto na aptidão do vírus.”