Viagem genómica revela mapa da epidemia do Zika nas Américas

Percorreram dois mil quilómetros num autocarro, levando a bordo um sequenciador genético do tamanho de um agrafador, parando em várias cidades do Nordeste do Brasil. Objectivo? Procurar as origens do Zika, através da análise de genomas do vírus.

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Investigadores capturaram 838 mosquitos Aedes aegypti Nuno Faria

O vírus Zika chegou ao Brasil um ano antes da notificação do primeiro caso, em Maio de 2015. Entrou silenciosamente no país entre Novembro de 2013 e Maio de 2014, instalou-se na região do Nordeste do Brasil e depois disseminou-se para o resto do país e para outros países vizinhos. O passado recente do Zika nas Américas é desmascarado na revista Nature que publica esta quinta-feira três artigos científicos sobre a epidemia e que resultaram da análise de um total de quase 200 genomas do vírus.

A Nature foi infestada com o vírus Zika. O tema que é a capa da edição desta quinta-feira está em três artigos (e um comentário) da revista, revelando como, onde e quando o vírus se instalou nas Américas. Nuno Faria, investigador português no Departamento de Zoologia da Universidade de Oxford (Reino Unido), assina dois dos principais artigos científicos que falam sobre a entrada do vírus Zika no Brasil e nos Estados Unidos e ainda um outro estudo sobre o mesmo assunto publicado na revista Nature Protocols.

Comecemos pelo Brasil, não só porque foi onde o Zika fez mais vítimas, mais casos de microcefalia e também porque terá sido por aqui que a epidemia entrou nas Américas. Quando Nuno Faria iniciou o que chama “viagem genómica” no Brasil, durante duas semanas de Junho de 2016, existiam apenas sete genomas sequenciados do vírus do Zika que circula no Brasil. Depois de dois mil quilómetros percorridos num autocarro que parou em várias cidades do Nordeste do Brasil, a equipa do projecto ZIBRA (Zika In Brasil Real Time Analysis) tinha um total de 54 genomas e 838 mosquitos capturados para juntar à colecção.

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A viagem tinha como objectivo a sequenciação de genomas do vírus na região com o maior número de infecções e também de casos de microcefalia, mas o projecto acabou também por fazer muito trabalho de “simples” e rápido diagnóstico. A equipa testou cerca de 1330 amostras da população, trabalhando em colaboração com os Laboratórios Centrais de Saúde Pública (Lacen).

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Nuno Faria passou duas semanas em Junho de 2016 nas estradas do Nordeste do Brasil Nuno Faria

Apesar de o Governo brasileiro ter declarado a 11 de Maio último o fim do estado de emergência nacional decretado em Novembro de 2015 por causa do Zika, continuam a surgir novos casos e podem surgir novos surtos. “Para percebermos como atacar o problema no presente e no futuro, temos obviamente de perceber o que aconteceu no passado. Só assim vamos perceber quais foram os factores que determinaram a dispersão e disseminação do vírus e construir modelos preditivos. A análise de genomas é também particularmente importante para fazer vacinas à medida dos vírus que estão a circular” argumenta Nuno Faria.

Desafios e resultados

O investigador português é o primeiro autor do artigo assinado por mais de 70 investigadores que fizeram parte desta equipa internacional, com uma forte colaboração de cientistas brasileiros da Universidade de São Paulo, financiada pelo Ministério de Saúde brasileiro. Uma das primeiras coisas que a equipa percebeu foi que o vírus é eliminado muito rapidamente da corrente sanguínea. A seguir à picada do mosquito Aedes aegypti infectado, o número de vírus atinge um pico por volta do sétimo dia e depois começa a diminuir. “A nível técnico, é um grande entrave para recuperar genomas do Zika. Estamos a falar de amostras que contêm por mililitro [de sangue] cerca de dez a cem partículas de vírus no máximo. O desafio começou aí.”

Ainda assim, foi possível obter 54 genomas do vírus nesta viagem. A análise confirma que o vírus entrou no Brasil cerca de um ano antes da confirmação e notificação oficial do primeiro caso, um dado que Nuno Faria já tinha avançado num artigo publicado na revista Science em 2016. O rasto do vírus – que viajou do Sudeste asiático para as ilhas do Pacífico (onde em 2007 surgiram grandes surtos) e depois para o Brasil – é desvendado com o recurso a uma técnica chamada “relógio molecular”, que permite seguir a sua evolução através da identificação de mutações no genoma que os investigadores sabem que ocorrem em determinadas alturas. No caso do Zika, o relógio molecular indica que, ano a ano, a população do vírus acumula cerca de dez mutações genéticas. “Tínhamos genomas desde 1966, da Malásia, no Sudeste asiático”, conta Nuno Faria.

Mas mais do que as técnicas usadas para analisar os dados, o principal aliado dos cientistas nesta viagem genómica é a tecnologia MinION. O mini-sequenciador genético já tinha sido usado em estudos sobre o vírus do Ébola e foi a bordo do autocarro que viajou pelo Nordeste brasileiro. Nuno Faria conta que o aparelho portátil “é do tamanho de um agrafador”, pesa cerca de cem gramas e “é bem mais barato do que os enormes sequenciadores (que podem custar cerca de meio milhão de euros) e que eram necessários para realizar estes trabalhos”. O artigo que assina na Nature Protocols é precisamente sobre o método usado no estudo.

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Investigadores analisam as amostras durante a viagem Ricardo Funari

“Um feito único”

Ao nível de um Hercule Poirot ou Sherlock Holmes da genética, estes “detectives” descobriram que o vírus Zika veio das ilhas do Pacífico e entrou no Brasil pelo Nordeste, reconstruindo a sua história no espaço e no tempo. “Vimos que o vírus surgiu primeiro no Nordeste do Brasil, entre o final de 2013 e o início de 2014, e depois disseminou-se para o Sudeste do Brasil, para os grandes centros urbanos do Rio de Janeiro e São Paulo. Simultaneamente, foi também para a América Central e América do Sul. E também vimos que a introdução mais recente nas Caraíbas foi a partir do Sudeste do Brasil, muito provavelmente pelo Rio de Janeiro, e que gerou o surto de Miami, na Florida.”

Nuno Faria também é um dos autores do artigo publicado na Nature esta semana que fala sobre o surto de Miami, baseando-se na análise de 39 genomas do vírus, e que mostra que o Zika chegou aos EUA em 2016 (o primeiro caso foi confirmado em Julho mas, segundo os investigadores, o vírus entrou meses antes, durante a Primavera) pelas Caraíbas , identificando ainda zonas no Sul da Florida como particularmente vulneráveis a estes agentes patogénicos. Sem desvalorizar os resultados obtidos na frente de trabalho da Florida, Nuno Faria nota que “o surto de Miami são centenas de casos” e, no caso do Brasil, as estimativas apontam para uma realidade bem diferente “de 37 milhões de casos”.

Além dos artigos sobre a entrada do vírus no Brasil e do surto em Miami, a Nature publica ainda um terceiro estudo sobre o Zika com os resultados da análise de 110 genomas recolhidos em dez países. Os autores deste trabalho também fornecem dados sobre a rápida expansão da epidemia no Brasil e as múltiplas viagens que o Zika fez para outros países.

Os três artigos científicos na Nature, que no total representam a análise de quase 200 genomas, provam que o vírus circulou silenciosamente durante muitos meses sem que fosse detectado. Os estudos não são redundantes nem significam que cada equipa trabalha para o seu lado sobre os mesmos assuntos. Antes pelo contrário, são uma prova de uma colaboração inédita entre cientistas que a emergência do Zika impôs.

“Houve uma colaboração nunca antes feita entre as equipas principais a trabalhar no mundo. Foi um feito único. Foi óptimo. Esta partilha de dados e protocolos, incluindo para sequenciamento [genético], e de resultados, mesmo preliminares, entre os grupos foi uma lição para o futuro. Estabelece novos padrões de investigação. Especialmente em caso de novos surtos epidémicos”, defende Nuno Faria. E a ocorrência de novos surtos (do Zika e outros vírus) é algo de que ninguém duvida.