Quarta-feira, 04 de março de 2020 - Por Liana Coll
Agilidade no desvendamento do coronavírus: um marco na história da ciência
Agilidade no desvendamento do coronavírus: um marco na história da ciência
Tecnologias estão cada vez mais sofisticadas e acessíveis, aponta geneticista Paulo Arruda. Foto: Antonio Scarpinetti. Edição de imagem: Renan Garcia
Se houvesse algum ponto positivo na epidemia do coronavírus, o motivo estaria no fato de estarmos diante de indícios de uma revolução no campo do sequenciamento genético. A agilidade no desvendamento da epidemia indica que há um novo marco na ciência, capaz de trazer respostas em tempo recorde à população. “Quando nós começamos demorava quase quatro anos, uma tese de doutorado, para sequenciar um gene de mais ou menos uns três mil pares. Hoje, pode ser sequenciado o genoma inteiro humano, quatro bilhões de pares, em um dia, só para se ter uma ideia de como evoluiu a tecnologia”, afirma o professor do Instituto de Biologia da Unicamp, Paulo Arruda. O docente foi um dos membros da equipe que analisou a Xylella fastidiosa, o primeiro ser vivo a ser sequenciado geneticamente no Brasil, em 2000, e o primeiro fitopatógeno a ser sequenciado no mundo. Naquela época, mesmo utilizando as tecnologias mais modernas, foram necessários três anos para finalizar a pesquisa. Duas décadas depois, as metodologias e equipamentos aprimorados permitiram com que o sequenciamento do coronavírus no Brasil, pela equipe do Instituto de Medicina Tropical (IMT) da Universidade de São Paulo (USP), do Adolfo Lutz e de Oxford, fosse realizado em dois dias. Paulo, que atua também no Laboratório Central de Tecnologias de Alto Desempenho (LaCTAD) da Unicamp, explica que as melhorias das tecnologias só foram possíveis graças a um trabalho multidisciplinar. “A evolução das tecnologias aconteceu e acelerou em função do desafio de sequenciar o genoma humano, lá no início da década de 1980”. Físicos, químicos e biólogos entraram na jogada e, em 2000, foi divulgado o primeiro sequenciamento do DNA humano, resultado de 10 anos de pesquisa. O trabalho, que envolve descobrir a ordem das bases nitrogenadas que compõem o DNA, teve o custo de bilhões de dólares. Hoje, as máquinas que atuam no sequenciamento, além de velozes, são cada vez mais acessíveis. O aparelho Nanopore, utilizado pela equipe brasileira no coronavírus, por exemplo, custa a partir de mil dólares. A tecnologia foi desenvolvida por uma startup criada por alunos de Química da Universidade de Oxford, a Nanopore Oxford. De dimensões um pouco maiores que um pen-drive, o equipamento possui uma membrana coberta de poros do tamanho de alguns nanômetros, medida que equivale a um centímetro dividido por 10 milhões. Estes poros são tão pequenos que apenas uma molécula de DNA, ou RNA, consegue passar. Com uma tensão elétrica na membrana, a cada momento de passagem das bases a corrente é alterada. A diferença dos sinais determina qual é o tipo da base que passou. “Na hora que elas vão passando, causam essas diferenças de interrupção de corrente. Cada base nitrogenada dá um sinal elétrico diferente que vai falando ‘agora passou uma adenina, agora uma guanina, e assim por diante’. Isso vai sendo registrado”, aponta Paulo. Dessa forma, o pesquisador diz que o mais demorado no processo é a obtenção da amostra que vai ser colocada no aparelho. Depois da máquina traduzir a composição genômica, são utilizadas ferramentas da bioinformática, que permitem realizar as comparações com os materiais disponibilizados por cientistas de outros países. Assim, é montado o quebra-cabeça da trajetória do vírus, ou de outro ser analisado, bem como podem ser observadas as alterações que ele apresenta em cada região onde é disseminado. “Ninguém imaginava que seria possível fazer uma coisa desse tipo, nessa escala e com um poder de resolução tão grande. Ele pode ser carregado para fazer análises em tempo real, por exemplo, de grupos isolados, permitindo você ir nos diferentes locais, em regiões distantes, pegar amostras e fazer sequenciamento in loco. Revolucionou barbaramente a tecnologia de sequenciamento, com rapidez e facilidade”, diz o pesquisador. A mesma tecnologia já foi utilizada no Brasil recentemente na epidemia do Zika vírus. No entanto, o primeiro sequenciamento completo do Zika ocorreu em 2016, quase um ano após a descoberta do vírus no país. Por isso, Paulo acredita que a velocidade no entendimento da epidemia do coronavírus é um novo marco. “A gente pode considerar, sim, que a ciência atingiu um ponto que pode ser considerado um grande marco no sentido da velocidade com que consegue desvendar o genoma desse vírus”.

Por que sequenciar é importante?

Para o professor, a importância do sequenciamento é ampla e as aplicações serão cada vez mais exploradas. No caso do coronavírus, ele cita a possibilidade de saber se há alterações no código genético das cepas do vírus. “Vai que a cepa do vírus que veio para cá tenha uma alteração no código genético e tornou ela mais agressiva? Como a gente vai saber? Com o sequenciamento do genoma, é possível dizer se é idêntico à cepa que está na China, na Itália, e assim por diante”. Em relação ao trabalho em andamento pela equipe da USP e do Adolfo Lutz, já foi apontado pelos cientistas que o genoma do vírus do primeiro infectado no Brasil tem mais similaridades com o encontrado na Alemanha do que com aquele existente na China. “A importância do conhecimento é essa: saber se a cepa que está infectando e causando doença nos indivíduos aqui é a mesma. Se for diferente, é preciso entender se ficou mais ou menos agressivo”, afirma Paulo. O sequenciamento, além disso, é importante no desenvolvimento de possíveis tratamentos e vacinas. Devido às alterações no vírus, o pesquisador ressalta que ainda não é possível saber se as vacinas desenvolvidas no Brasil, na China ou em outro lugar do mundo serão efetivas apenas no país de origem ou de forma mais ampla. “Na biologia é preciso testar para saber. Não necessariamente uma alteração em uma base na sequência do genoma do vírus significa que ele vai se comportar diferentemente e não vai reagir. Tudo vai depender de testes. É preciso comparar os vírus do banco de dados, de vírus que já foram sequenciados, ver onde está a diferença, que tipo de proteína afeta. É uma questão de fazer um acúmulo de conhecimento com o qual você acabe descobrindo e correlacionando”, pondera. O pesquisador também indica que, atualmente, cientistas estão trabalhando em desenvolver uma vacina baseada no próprio RNA do vírus. Esse tipo de vacina coordenaria a produção de proteínas que são antígenos e, assim, estimulariam o sistema imune contra o vírus. “Só na China há dezenas de grupos trabalhando nisso. A rapidez com que se gera conhecimento é extraordinária. Nunca antes uma epidemia viral foi esmiuçada do ponto de vista científico como essa e com recursos mobilizados ao redor do mundo de forma a possibilitar isso. Mas não há como predizer ainda se será eficiente ou não, precisa testar em indivíduos e ver se ela controla ou não. Será que a cepa do Brasil vai se comportar diferente? Não sabemos, tem que testar para ver”. Como apostas para um futuro recente, Paulo acredita que em breve cientistas comecem a pesquisar sobre os tipos de mutação que permitiram o coronavírus passar de um animal para o homem, tornando-se infeccioso neste. “Esse vírus provavelmente veio de um pangolim, uma espécie de tatu, mas nesse animal ele não é infeccioso. Quando ele conseguiu transpor a barreira da espécie e infectar o homem, se tornou infeccioso. Algo que vai estimular a comunidade científica será sequenciar vírus de animais silvestres, especialmente aqueles que eventualmente são utilizados como alimento”, observa. Já em nível mais amplo, Paulo Arruda evidencia que as perspectivas são ainda mais desafiadoras. Ele participa do projeto Earth BioGenome Project, que tem como objetivo sequenciar os diferentes microrganismos que estão no planeta Terra. A ideia é mapear dois milhões de espécies. “Mas aí não é um vírus, é infinitamente mais complexo. É como sequenciar bilhões ou trilhões de vírus desse. Isso é factível? É. Por conta dessas tecnologias”, salienta. Hoje, estima-se que se conheça geneticamente somente 14% dos seres eucarióticos. O projeto, de nível mundial, visa possibilitar avanços na conservação das espécies e no desenvolvimento da bioeconomia. O docente, que coordena o Centro de Pesquisa em Genômica Aplicada às Mudanças Climáticas da Fapesp, também salienta as potencialidades do sequenciamento genético no âmbito da agricultura. No momento, uma das vertentes da pesquisa foca-se na análise de plantas que vivem em ambientes considerados estressantes, com solos pobres e pouca ocorrência de chuva. A ideia é saber como elas conseguem sobreviver nessas regiões para, assim, ser possível estudar como produzir alimentos capazes de suportar os desafios das mudanças climáticas. Desvendar aquilo que até o momento é desconhecido é o potencial da área da biotecnologia, para o professor. “O desafio da humanidade é produzir alimento, produzir novos medicamentos e produzir energia de forma sustentável, sem destruir o meio ambiente. Não é pouco e estamos aí colocando a nossa contribuição”.

Fonte: Portal da Unicamp

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