À medida que as variantes do coronavírus se espalham, os EUA lutam para acompanhar

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Bing Guan | Bloomberg | Getty Images

Em todos os Estados Unidos, o coronavírus está recuando. A pandemia ainda assola, veja bem, com mais de 70.000 novos casos relatados a cada dia. Mas desde o pico pós-feriado em meados de janeiro, a média de sete dias de novos casos caiu em quase 64 por cento. As hospitalizações também caíram. E com vacinações acelerando, há um lampejo de esperança de que essa tendência de queda possa ser o início da longa queda da Covid em direção à contenção, pelo menos nos EUA e em outros países ricos que são monopolizando os tiros.

Mas recuar nem sempre significa derrota. E o surgimento de várias novas variantes preocupantes do coronavírus com novos truques para se espalhar mais rápido ou evitar respostas imunológicas apresenta outra possibilidade: que o adiamento atual será apenas temporário. Especialistas em saúde pública estão pedindo aos governos que se preparem para uma possível nova onda de infecções causadas por variantes como B.1.1.7, que já foi identificada em mais de 1.200 casos nos Estados Unidos e em quase todos os estados, de acordo com os dados dos Centros de Prevenção e Controle de Doenças dos EUA.

Isso é mais do que o dobro do número relatado duas semanas antes. Mas o número real provavelmente é muito maior. Quanto mais alto? Ninguém sabe. Isso porque a única maneira de saber qual versão do coronavírus está causando uma infecção é sequenciar seu genoma. Neste país, isso deve ser fácil – os EUA são uma superpotência em sequenciamento. Possui dezenas de instituições acadêmicas e laboratórios comerciais massivos com capacidade de produzir genomas em um ritmo rápido. Mas a resposta do governo federal durante grande parte da pandemia não incluiu um plano para mobilizar os mapeadores de DNA da América em um corpo coordenado de monitoramento de coronavírus. Vigilância SARS-CoV-2, bem, péssima.

No final do ano passado, o CDC finalmente recebeu luz verde para lançar programas adicionais e financiamento visando mudar isso. Desde então, os EUA aumentaram seu sequenciamento de cerca de 3.000 genomas virais por semana para mais de 7.000. Mas os cientistas dizem que ainda não é suficiente. E estamos ficando sem tempo para recuperar o atraso. Porque enquanto o Congresso debate um projeto de lei que poderia fornecer a infusão necessária de fundos para construir o sistema de vigilância genômica que os EUA deveriam ter desde o início, variantes – tanto as que os cientistas sabem que estão preocupados quanto as que eles ainda não descobriram – estão expandindo seu território.

Dobrando

“Em todos os EUA agora, estamos vendo uma duplicação de B.1.1.7 a cada 10 dias”, diz Karthik Gangavarapu, biólogo computacional do Scripps Institute em La Jolla, Califórnia. Ele faz parte de uma equipe de pesquisadores que tem monitorado a rápida disseminação da linhagem extra-contagiosa, que é ainda às vezes chamada de "variante do Reino Unido",

No um estudo postado online no início deste mês, a equipe analisou mais de 200 genomas virais da linhagem B.1.1.7 coletados em todo o país e descobriram que a variante provavelmente chegou aos EUA em novembro, um mês antes de ser detectada pela primeira vez aqui. Em seguida, eles calcularam a rapidez com que a variante se espalhou durante os meses de dezembro e janeiro: entre 35 e 45 por cento mais rápido do que as variedades existentes nos Estados Unidos. Embora ainda não tenha sido publicado em um jornal revisado por pares, os dados fornecem a primeira evidência sólida de apoio Uma previsão emitido em janeiro pelo CDC, projetando que B.1.1.7 se tornaria a variante dominante nos EUA no final de março.

“O que vimos nas últimas semanas é que as coisas estão basicamente tendendo da maneira que pensávamos”, diz William Lee, vice-presidente de ciência da Helix e co-autor do estudo. Hélice, uma empresa de testes de laboratório com sede em San Diego, em parceria com sua empresa controladora, Illumina, é um dos três laboratórios comerciais contratados pelo CDC para conduzir a vigilância genômica do SARS-CoV-2. Tecnicamente, a Illumina faz o sequenciamento e a Helix fornece o material viral, recuperado de swabs nasais que a empresa usa para testar o coronavírus. E por causa de uma peculiaridade no design do teste, Helix pode facilmente sinalizar as amostras com maior probabilidade de conter B.1.1.7.

Não é uma peculiaridade única, mas como muitos outros testes Covid-19, Helix caça três fragmentos do genoma do vírus. Um desses fragmentos está no gene S, que codifica para o vírus proteína estimuladora de infecção. A variante B.1.1.7 tem uma deleção de seis letras nessa seção do gene S. Portanto, o teste para uma pessoa infectada ainda dá positivo, mas sem o sinal do gene S. Os cientistas a apelidaram de “perda do gene S” ou “falha do alvo do gene S”, SGTF para abreviar. Pode ser um atalho útil para estimar quão amplamente B.1.1.7 está circulando em uma área, mas como outras variantes inócuas também têm a mesma exclusão, a única maneira de saber com certeza é sequenciar.

Depois que o Reino Unido soou o alarme sobre B.1.1.7 no final de dezembro, a Helix começou a enviar todas as amostras do SGTF para a Illumina para sequenciamento. Naquela época, eles encontravam cerca de 100 ocorrências de abandono do gene S todos os dias. E a maioria deles não acabou sendo B.1.1.7. Mas agora, diz Lee, em lugares como Flórida e sul da Califórnia, todas as perdas do gene S são B.1.1.7. Não é mais viável sequenciá-los todos, porque há muitos – pelo menos nesses dois locais, que representam cerca de 50 por cento dos testes que Helix conduz. “Na Flórida, estamos vendo B.1.1.7 agora representando cerca de 15 por cento de todos os novos casos Covid-19”, disse Lee. “Seis semanas atrás, era menos de 1 por cento.”

O Departamento de Saúde da Flórida não respondeu às perguntas da WIRED. Mas o destino desse estado nas próximas semanas pode ser um termômetro do que está por vir para o resto dos EUA. De acordo com o CDC, a prevalência de B.1.1.7 ainda é baixa – aproximando-se de 1 por cento – em todo o país. Mas Dados de Helix sugere que outros pontos quentes estão começando a surgir, incluindo na Geórgia, Texas e Pensilvânia. Isso significa que as decisões que os funcionários do governo nessas áreas tomarem nos próximos dias e semanas com relação à reabertura de escolas e empresas serão críticas. Ações para retardar a disseminação de variantes mais contagiosas são mais eficazes durante as fases iniciais da circulação.

“Como detectamos isso cedo, isso nos dá um tempo precioso para tentar reduzir os níveis atuais de transmissão e vacinar o maior número possível de pessoas”, diz Gangavarapu. Essas duas métricas, diz ele, são o que ditará se os EUA terão ou não um grande aumento devido às novas linhagens. “É uma corrida contra o tempo”, continua ele. “Se não fizermos essas coisas, uma onda ainda maior do que a que vimos neste inverno é possível. Se você abrir tudo agora, é quase garantido que isso aconteça. ”

Gangavarapu diz que sua equipe de colaboradores encontrou bastante B.1.1.7 em circulação. Mas até agora, seus esforços de sequenciamento não capturaram nenhuma das duas variantes que são suspeitas de serem os melhores artistas de evasão imunológica – as variantes B.1.351 e P.1, descobertas na África do Sul e no Brasil, respectivamente. De acordo com dados do CDC, apenas um punhado deles foi relatado nos Estados Unidos até agora, principalmente em pessoas que retornaram recentemente de uma viagem. Mas as importações não são a única coisa com que se preocupar. Existem variantes caseiras também.

Jeremy Kamil é uma das pessoas que os procura. Virologista do Centro de Ciências da Saúde da Louisiana State University em Shreveport, Kamil normalmente estuda a família do citomegalovírus, mas a partir da primavera passada, ele combinou forças com Vaughn Cooper, diretor do Centro de Biologia Evolutiva e Medicina da Universidade de Michigan, que executa um sequenciamento microbiano inicialização, para configurar a vigilância genômica para SARS-CoV-2 em Louisiana. Durante meses, eles sequenciaram centenas de amostras de testes de coronavírus coletados aleatoriamente em todo o estado, procurando por algo incomum. Em 27 de janeiro, Kamil percebeu exatamente isso – um lote de amostras que continham uma mutação que ele não tinha visto antes. Quando ele olhou mais de perto, viu que cada um dos vírus mutantes estava intimamente relacionado – todos pertenciam à mesma linhagem genética. E embora essa linhagem fosse bastante jovem, datando apenas do início de dezembro em seus dados, estava se tornando mais comum a cada dia.

Kamil carregou os genomas em um banco de dados online chamado GISAID, usado por pesquisadores em todo o mundo. No dia seguinte, cientistas da Universidade do Novo México o contataram. Eles encontraram a mesma variante em seu estado. Enquanto isso, Cooper estava vasculhando o banco de dados em busca de mais vírus com a mesma mutação – uma alteração genética que muda o 677º aminoácido na proteína de pico do coronavírus. Ele encontrou mais, e não apenas na Louisiana e no Novo México, mas também na Carolina do Norte, Massachusetts e em oito outros estados. Os pesquisadores perceberam que precisavam de um filogenista para colocar sua árvore genealógica viral em ordem, então eles pediram a ajuda de Emma Hodcroft da Universidade de Berna, na Suíça. Em uma semana, sua equipe rastreou o surgimento de sete novas variantes nos Estados Unidos, cada uma das quais evoluindo a mesma mutação independentemente.

Os pesquisadores descreveram esse padrão como um exemplo de "evolução convergente" em uma pré-impressão postado domingo. “É uma indicação muito forte de uma adaptação, mesmo que ainda não saibamos o que é essa adaptação”, disse Cooper, um co-autor do estudo, que ainda não foi revisado por pares.

Negócios de família

Temos a tendência de usar a palavra no singular “coronavírus” quando nos referimos ao bug que causa o Covid-19. Mas uma maneira mais precisa de pensar sobre o SARS-CoV-2 é como uma população de vírus. E essa população está em um estado de fluxo constante – expandindo e contraindo, mudando e desenvolvendo novas linhagens à medida que se espalha de pessoa para pessoa. Epidemiologistas genéticos podem rastrear essas mudanças mínimas, seguindo-as como os galhos de uma árvore genealógica para identificar grupos de casos todos ligados uns aos outros. Com genomas virais suficientes, eles também podem diminuir o zoom para comparar a velocidade de crescimento de diferentes ramos. Se um ramo começar a decolar, isso pode indicar que as mudanças genéticas que esses vírus adquiriram fornecem algum tipo de vantagem competitiva. E se um monte de ramos diferentes adquirirem independentemente a mesma mutação, e todos eles começarem a decolar, bem, isso é evolução convergente.

Embora as sete variantes identificadas por Cooper, Kamil, Hodcroft e empresa pareçam ter se tornado mais comuns nos últimos meses – respondendo por até 15 por cento da transmissão em alguns lugares onde foram encontradas – ainda há muito que os pesquisadores não entender sobre eles. Onde eles surgiram pela primeira vez? Eles estão se espalhando mais rápido porque a mutação 677 muda o comportamento do vírus, como é o caso com outras variantes importantes de preocupação detectadas pela primeira vez no exterior? Ou as viagens de férias e as reuniões familiares nos Estados Unidos espalharam isso mais longe e mais rápido do que outras variedades domésticas? Mesmo as perguntas básicas sobre a prevalência real de cada nova variante são difíceis de responder, porque o país ainda está muito atrasado no sequenciamento.

“O que descobrimos é apenas a ponta do iceberg”, diz Cooper. Atualmente, os Estados Unidos sequenciaram os genomas de apenas 0,4% de todos os casos de coronavírus, de acordo com uma análise WIRED de dados GISAID. Em comparação, o Reino Unido está fazendo cerca de 10 por cento. A Dinamarca, líder mundial, ultrapassou a marca dos 50%.

A boa notícia é que todo o sequenciamento feito em outras partes do mundo está descobrindo que o vírus continua se estabelecendo nas mesmas mudanças genéticas em sua busca por uma vantagem. Isso sugere que houve uma série de cartas boas, mas pode não haver muitas cartas melhores sobrando no baralho. “Nesse sentido”, diz Cooper, “a convergência é realmente nossa amiga aqui, porque limita a lista de mutações às quais devemos prestar atenção”. Isso não é bom apenas para vigilância e testes, mas também para fabricantes de vacinas tentando preparar suas fotos para o futuro. Quaisquer restrições no número e na localização de mutações úteis devem facilitar o desenvolvimento de um arsenal de reforços que serão eficazes contra quaisquer variantes que ainda estão por surgir.

Mas isso não muda o fato de que os EUA ainda estão desastrosamente despreparados para identificá-los quando o fizerem. Como WIRED relatou anteriormente, ampliar uma rede nacional de monitoramento SARS-CoV-2 envolve a coordenação de uma colcha de retalhos de participantes – acadêmicos como Kamil e Gangavarapu, participantes da indústria como Helix e laboratórios na linha de frente, operados por departamentos de saúde pública e hospitais. Conectar instalações de sequenciamento a amostras e dados de pacientes requer coordenação – tanto em termos de logística quanto de concordar em fazer as coisas de uma forma padronizada.

Tudo isso leva tempo e dinheiro. Cada sequência viral custa entre $ 25 e $ 400 para ser gerada. Até agora, o CDC financiou sete universidades no valor de $ 14,5 milhões; assinou contratos com a Illumina, Helix e as gigantes de testes médicos LabCorp e Quest Diagnostics por US $ 12,5 milhões; e liberou mais US $ 15 milhões para laboratórios de saúde pública. Mas esta semana, o governo Biden anunciado está fornecendo uma infusão de dinheiro muito necessária – quase US $ 200 milhões – destinada a aumentar a capacidade de sequenciamento da nação de 7.000 para 25.000 amostras por semana. Isso colocaria os Estados Unidos no caminho certo para capturar cerca de 5% dos novos casos de coronavírus, desde que continuem a diminuir. É um limite cientistas da Illumina estimam o país precisa acertar para detectar uma nova variante antes que cresça para mais de 1 por cento do total de casos.

Um porta-voz do CDC se recusou a dizer se a agência estava estabelecendo metas específicas. “Atualmente, não há consenso nos Estados Unidos ou globalmente sobre a taxa ideal de vigilância genômica”, escreveu ela em um e-mail para a WIRED. Em uma reunião na quarta-feira, A czar dos testes da Casa Branca, Carole Johnson, descreveu o financiamento como um "piloto" para manter o CDC até que o Congresso aprove o plano de resgate americano proposto de US $ 1,9 trilhão. A versão da Câmara desse projeto reserva US $ 1,75 bilhão para vigilância genômica.

“É muito bom que tenhamos interesse do Congresso em investir nisso”, diz Lane Warmbrod, co-autor do um novo relatório do Johns Hopkins Center for Health Security, que descreve as recomendações de como deve ser um programa de vigilância eficaz do SARS-CoV-2. No curto prazo, ela diz, os laboratórios precisam de dinheiro para comprar reagentes e sequenciadores e para contratar e treinar pessoal para operá-los. Isso inclui a formação de uma força de trabalho de bioinformática em laboratórios de saúde pública – pessoas que podem classificar, limpar e interpretar os resmas de dados genômicos produzidos pelo sequenciamento de vigilância.

“A barreira muito maior é o lado da informática”, diz Warmbrod. Além de pessoas, isso também significa poder de fogo computacional. Ela e seus colegas sugerem que departamentos de saúde pública sem CPU poderiam fazer parceria com o Departamento de Energia, que opera supercomputadores em todo o país, para processar cargas crescentes de dados genômicos. “Temos capacidade e expertise neste país”, diz ela. “Só precisamos incentivá-lo e colocar os recursos onde for mais eficiente.”

Ela e seus colegas recomendam que os fundos sejam direcionados à coordenação da caracterização das variantes – quais devem ser estudadas e quais experimentos os cientistas devem realizar. No momento, os antigos padrões da ciência ainda estão sendo amplamente aplicados. Quem quer que descubra uma variante, pode segurá-la e estudá-la. Mas quando essas descobertas podem ter um efeito tão grande na saúde humana, argumenta Warmbrod, o governo pode querer intervir para garantir que os estudos sejam feitos com rapidez, segurança e aos olhos do público. No longo prazo, ela também acredita que os Estados Unidos deveriam investir alguns desses fundos do Congresso em uma agência nacional de previsão de pandemia para se proteger contra ameaças emergentes, mesmo depois que a crise da Covid diminuir.

Mas, por enquanto, construir capacidade de sequenciamento de qualquer maneira que seja feito o mais rápido deve ser a maior prioridade, diz Warmbrod. “Sabemos que as variantes estão aqui. Sabemos que eles continuarão vindo enquanto houver transmissão. Essas variantes podem surgir em qualquer lugar ”, diz ela. “E agora, na maioria dos lugares do país, uma nova variante pode estar aparecendo no seu quintal, e não temos ideia porque não podemos ver.”

Esta história apareceu originalmente em wired.com.

Fonte: Ars Technica