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Pesquisa abre caminho para o desenvolvimento de vacinas para vírus emergentes

Ao estudar o vírus do Nilo Ocidental, que provocou surtos na América do Norte neste século, cientistas de Brasil e Senegal identificaram o gene responsável pela virulência reduzida da linhagem conhecida por causar efeitos

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo

A busca por vacinas, por tratamentos e por métodos de prevenção contra a infeção dos chamados vírus emergentes está entre os grandes desafios da epidemiologia mundial. E novos agentes patológicos continuam a surgir. É o caso do arbovírus transmitido por insetos (no caso, mosquitos) que causa a febre do Nilo Ocidental, doença que tem esse nome após sua identificação no Egito, nos anos 1950.

A doença afeta milhares de pessoas todos os anos e é assintomática em 80% dos casos. Cerca de um em cada cinco infectados desenvolve febre e outros sintomas. Em menos de 1% dos casos, especialmente entre idosos e crianças, a doença provoca consequências neurológicas importantes, afetando o sistema nervoso central, causando meningite, encefalite e, em casos extremos, paralisia aguda, levando à morte. Ainda não existe vacina contra o vírus.

Descoberta em 1937, em Uganda, a doença só foi adquirir grande importância epidemiológica nos anos 1990. Levado da África à Europa por aves migratórias infectadas por mosquitos, o vírus se espalhou pela Europa, da França à Rússia. Em 1999, chegou à América do Norte, provocando surtos no Canadá (1999-2007), nos Estados Unidos (1999 a 2012) e no México (2003). Desde então, foram contabilizados mais de 20 mil casos na América do Norte, com quase 1,8 mil óbitos.

"O vírus do Nilo Ocidental ainda não chegou ao Brasil mas é apenas uma questão de tempo até que isto venha a ocorrer", alerta o virologista Paolo Zanotto, chefe do Laboratório de Evolução Molecular e Bioinformática do Instituto de Ciências Biomédicas da Universidade de São Paulo, no Brasil. "Quanto tempo vai levar para que aves migratórias que passam o verão na América do Norte tragam o vírus para os seus refúgios de inverno na América Central? O vírus do Nilo Ocidental está chegando", diz o pesquisador brasileiro.

Daí a importância de uma nova pesquisa que tem Zanotto como um dos autores e cujos resultados acabam de ser publicados. A partir da constatação de que uma das nove linhagens conhecidas do vírus - a de número oito - tem baixa virulência, o trabalho sinaliza o desenvolvimento de uma vacina nos próximos anos: os efeitos especialmente brandos desta linhagem poderiam, em tese, "ensinar" nosso sistema imunológico a se defender de todas as outras linhagens - em especial as linhagens 1 e 2, que são as mais disseminadas, e a de número 7, a pior de todas.

O artigo foi publicado na revista PLoS Neglected Tropical Diseases e é resultado de uma colaboração entre virologistas do Instituto Pasteur de Dakar, no Senegal, da Universidade de São Paulo e da Universidade Federal de São Carlos. Contou com apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP (http://bv.fapesp.br/pt/auxilios/88294), do CNPq e de órgãos de financiamento da União Europeia.

Trata-se de uma estratégia de defesa imunológica semelhante à empregada na vacina da gripe, que mistura as linhagens mais recentes do vírus influenza para combater a gripe do ano, sempre causada por uma cepa recém-evoluída e, portanto, nova, contra qual não se tem imunidade.

Zanotto e seu aluno de doutoramento, Nicholas Di Paola, bolsista da FAPESP, estão entre os autores do trabalho que faz um levantamento das características biológicas e filogenéticas das linhagens do vírus do Nilo Ocidental presentes no Oeste da África.

Os investigadores principais são Di Paola e sua colega senegalesa, Gamou Fall. Zanotto divide a responsabilidade científica pelo trabalho com o colega Amadou Alpha Sall, diretor do Instituto de Dakar.

Imunidade contra linhagens perigosas

O estudo consistiu no sequenciamento de três genes isolados em amostras do vírus coletadas na África Ocidental por Di Paola e Fall. Os genes sequenciados são representantes das linhagens mais disseminadas globalmente (linhagem 1), da mais virulenta (7) e da menos virulenta (8).

Uma vez sequenciados, os genes foram comparados com as 862 sequências genéticas do vírus do Nilo Ocidental armazenadas no GenBank - sendo que 770 delas são provenientes das América do Norte, todas da linhagem 1A.

Para reduzir o tempo de processamento computacional, optou-se por excluir as sequências da linhagem 1A, diminuindo o universo de análise a 95 sequências, a partir das quais foi possível estabelecer a análise filogenética do vírus. Entre os resultados descobriu-se duas características importantes das linhagens 7 e 8.

No caso da linhagem 8, a menos virulenta, detectou-se a substituição do gene P122S, o que induz mutações que podem estar relacionadas às baixas taxas de replicação desta linhagem, o que explicaria a sua baixa virulência.

"É por isso que a linhagem 8 é ideal para a eventual produção de uma vacina", disse Zanotto. Segundo o professor, o desenvolvimento de uma vacina a partir de um vírus com baixíssima virulência, teria a capacidade de conferir imunidade contra as linhagens mais perigosas 1, 2 e 7, sem o risco do desenvolvimento de sintomas da doença.

No caso da linhagem 7, os virologistas brasileiros e senegaleses foram capazes de identificar uma mutação (no gene S653F NS5) que está associada com a resistência aumentada desta linhagem ao interferon, a proteína produzida pelas células brancas do sistema imune e que são responsáveis por interferir na replicação dos patógenos invasores. Tal mutação pode ajudar a explicar a alta virulência da linhagem 7.

"Com a exceção de uma única possível infestação acidental, que ocorreu no laboratório na África, a linhagem 7 nunca foi isolada em humanos. Mas nos testes in vivo no laboratório ela foi devastadora entre as cobaias", disse Zanotto.

A baixa virulência da linhagem 8 e a alta virulência da linhagem 7 foram testadas, comprovadas e aferidas em experimentos tanto in vitro em células infectadas, quanto in vivo, inoculando camundongos no laboratório de Dakar. No caso da linhagem 8, ela mostrou pouca capacidade de replicação in vitro, e praticamente nenhuma virulência entre as cobaias.

Cooperação internacional no combate a epidemias

As equipes de virologistas da USP e do Senegal têm uma história de mais de 20 anos de colaboração científica, estabelecida a partir de estudos em conjunto sobre os vírus da dengue, do famigerado ébola, e, mais recentemente, do vírus Zika.

A existência de surtos desses vírus emergentes no Brasil e no Senegal possibilitou ao Instituto de Ciências Biomédicas da USP e ao Instituto Pasteur de Dakar formarem quadros e apreenderem técnicas ao ponto de se tornarem duas instituições de ponta no que concerne às pesquisas com arbovírus, os vírus transmitidos por insetos.

Prova disso foi a quantidade e a qualidade dos trabalhos desenvolvidos nos dois institutos durante o auge do surto de Zika em 2015. "Em 2015, o Instituto Pasteur de Dakar e a equipe da USP publicaram uma quantidade de pesquisas relevantes superior àquela feita até mesmo pelos pesquisadores do Centro de Controle de Doenças (CDC) dos Estados Unidos", disse.

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