Desde o surto do novo coronavírus, o SARS-CoV-2, os cientistas têm vindo a investigar para identificar as possíveis espécies animais que tenham sido os hospedeiros do novo coronavírus na passagem para os seres humanos, e que causou a atual pandemia que infeta já mais de dois milhão de pessoas em todo o mundo.
Neste esforço de investigação os cientistas têm procurado um hospedeiro animal intermediário entre os morcegos, que são conhecidos por abrigar muitos coronavírus, e a primeira introdução do SARS-CoV-2 em humanos.
Muitos animais, a começar pelas cobras e, mais recentemente, pelos pangolins, foram apresentados como o provável intermediário, mas os vírus que foram isolados desses animais são muito divergentes do SARS-CoV-2, sugerindo um coronavírus comum da década de 1960.
O cientista e professor de biologia Xuhua Xia da Universidade de Otava, no Canadá, rastreou assinaturas de coronavírus em diferentes espécies, tendo concluído que cães vadios, especificamente os intestinos de cães, podem ter sido a origem da atual pandemia de SARS-CoV-2.
Xuhua Xia referiu: “As nossas observações permitiram a formação de uma nova hipótese para a origem e transmissão inicial do SARS-CoV-2”, e acrescentou: “O ancestral do SARS-CoV-2 e seu parente mais próximo, o coronavírus de morcego, infetou o intestino dos canídeos, provavelmente resultando numa rápida evolução do vírus nos canídeos e seu salto para os seres humanos. Isso sugere a importância de monitorar o coronavírus em cães selvagens na luta contra a SARS-CoV-2 “.
O cientista estudou longamente as assinaturas moleculares de vírus em diferentes hospedeiros. Quando os vírus invadem um hospedeiro, os seus genomas costumam ter as cicatrizes da batalha de luta e fuga do sistema imunológico do hospedeiro através de mudanças e adaptações encontradas nos seus genomas.
Humanos e mamíferos têm uma proteína sentinela antiviral chave, chamada ZAP, que pode parar um vírus nas suas trilhas, impedindo sua multiplicação no hospedeiro e degradando o seu genoma. O alvo viral é um “par de letras químicas”, denominadas dinucleotídeos CpG, dentro de seu genoma de RNA. Os dinucleotídeos CpG agem como uma placa de sinalização usada pelo sistema imunológico de uma pessoa para procurar e destruir um vírus. O ZAP patrulha os pulmões humanos e é produzido em grandes quantidades na medula óssea e nos linfonodos ou gânglios linfáticos, onde o sistema imunológico inicia o ataque pela primeira vez.
Mas foi demonstrado que os vírus podem reagir. Os coronavírus de fita simples, como o SARS-CoV, podem evitar o ZAP reduzindo esses sinais de CpG, tornando o ZAP impotente. Um exame semelhante do HIV, outro vírus de RNA, mostra que ele também explorou esse truque evolutivo para perder CpG em resposta às defesas antivirais humanas. Uma implicação disso é que os dinucleotídeos CpG restantes no genoma viral provavelmente são funcionalmente importantes para o vírus e podem servir como alvo de modificação para atenuar a virulência no desenvolvimento da vacina.
“Pense numa quantidade reduzida de CpG num patógeno viral como uma ameaça aumentada à saúde pública, enquanto uma quantidade aumentada de CpG diminui a ameaça de tais patógenos virais”, referiu Xuhua Xia, e acrescentou: “Um vírus com uma quantidade maior de CpG seria mais bem direcionado pelo sistema imunológico do hospedeiro e resultaria em menor virulência, o que seria semelhante às vacinas naturais”.
Para realizar o estudo, cujos resultados já estão publicados na revista Molecular Biology and Evolution, o cientista examinou todos os 1252 genomas completos de betacoronavírus depositados no GenBank até o momento. Xuhua Xia descobriu que o SARS-CoV-2 e o seu parente conhecido mais intimamente relacionado, um coronavírus de morcego (BatCoV RaTG13), têm a menor quantidade de CpG entre seus parentes próximos de coronavírus.
O cientista explicou: “O padrão mais impressionante é uma mudança descendente isolada, mas dramática, da CpG genómica viral na linhagem que leva ao BatCoV RaTG13, que foi relatado como amostra de um morcego (Rhinolophus affinis) na província de Yunnan em 2013, mas apenas sequenciado pelo Instituto Wuhan de Virologia após o surto de infeção por SARS-CoV-2 no final de 2019 “, e “este genoma de CoV de morcego é o parente filogenético mais próximo de SARS-CoV-2, compartilhando 96% de similaridade de sequência”.
Xuhua Xia referiu: “Nesse contexto, é lamentável que o BatCoV RaTG13 não tenha sido sequenciado em 2013, caso contrário, a redução da velocidade da CpG poderia ter servido como um aviso devido a duas implicações altamente significativas”, e acrescentou: “Primeiro, o vírus provavelmente evoluiu num tecido com alta expressão de ZAP que favorece os genomas virais com uma baixa CpG. Segundo e mais importante, a sobrevivência do vírus indica que ele conseguiu escapar da defesa antiviral mediada por ZAP com sucesso. Em outras palavras, o vírus tornou-se furtivo e perigoso para os seres humanos”.
O cientista no estudo aplicou a ferramenta CpG para reexaminar a origem do MERS no camelo e descobriu que os vírus que infetavam o sistema digestivo também tinham menor CpG genómica do que aqueles que infetavam o sistema respiratório do camelo.
Ao examinar os dados em cães, ele descobriu que apenas genomas de coronavírus canino (CCoVs), que causaram uma doença intestinal altamente contagiosa em todo o mundo em cães, têm valores genéticos de CpG semelhantes aos observados em SARS-CoV-2 e BatCoV RaTG13. Segundo, os canídeos, como os camelos, também têm coronavírus a infetar o seu sistema digestivo com CpG menor do que aqueles que infetam seu sistema respiratório (coronavírus respiratório canino ou CRCoV pertencente ao BetaCoV).
Além disso, o recetor celular conhecido pela entrada de SARS-CoV-2 na célula é ACE2 (enzima de conversão da angiotensina I 2). O ACE2 é produzido no sistema digestivo humano, nos níveis mais altos do intestino delgado e no duodeno, com expressão relativamente baixa no pulmão. Isso sugere que os sistemas digestivos de mamíferos provavelmente serão um alvo-chave infetado pelos coronavírus.
Para o cientista “isso é consistente com a interpretação de que a baixa CpG no SARS-CoV-2 foi adquirida pelo ancestral do SARS-CoV-2 que evolui nos sistemas digestivos de mamíferos e a interpretação é ainda corroborada por um relatório recente de que uma alta proporção de COVID-19 os pacientes também sofrem de desconforto digestivo”, dado que “de fato, 48,5% apresentaram sintomas digestivos como principal queixa”.
Os seres humanos são as únicas outras espécies hospedeiras que o cientista indica que produziu genomas de coronavírus com baixos valores genéticos de CpG. Num estudo abrangente dos 12 primeiros pacientes com COVID-19 nos EUA, um paciente relatou diarreia como sintoma inicial antes de desenvolver febre e tosse, e amostras de fezes de 7 em cada 10 pacientes apresentaram resultado positivo para SARS-CoV-2, incluindo 3 pacientes com diarreia.
Observa-se frequentemente que os canídeos lambem as suas regiões anal e genital, não apenas durante o acasalamento, mas também em outras circunstâncias. Esse comportamento facilita a transmissão viral do sistema digestivo para o sistema respiratório e o intercâmbio entre um patógeno gastrointestinal e um trato respiratório e patógeno pulmonar.
“Nesse contexto, é significativo que o coronavírus de morcego (BatCoV RaTG13), conforme documentado na sua sequência genómica no GenBank (MN996532), tenha sido isolado de uma zaragatoa fecal. Estas observações são consistentes com a hipótese de que o SARS-CoV-2 evoluiu no intestino de mamíferos ou tecidos associados ao intestino”.
Outra descoberta do estudo do cientista envolve vírus recentemente isolados de pangolins. Nove genomas do tipo SARS-CoV-2 foram recentemente isolados e sequenciados a partir do pangolim e depositados no banco de dados GISAID (gisaid.org). “Aquele com a maior cobertura de sequência (GISAID ID: EPI_ISL_410721) tem um valor de ICpG de 0,3929, próximo ao extremo mais baixo dos valores de CpG observados entre os genomas disponíveis de SARS-CoV-2. Assim, SARS-CoV-2, BatCoV O RaTG13 e os do pangolim podem ter um ancestral comum com um baixo CpG ou evoluir convergentemente com baixos valores de CpG “.
Com base em seus resultados, o cientista apresenta um cenário em que o coronavírus se espalhou pela primeira vez de morcegos para cães vadios que comem carne de morcego. Em seguida, a seleção presumivelmente forte contra a CpG no genoma do RNA viral no intestino canídeo resultou em rápida evolução do vírus, levando à redução da CpG genómica. Finalmente, a CpG genómica viral reduzida permitiu que o vírus escapasse da resposta imune mediada por ZAP humano e tornou-se um patógeno humano grave.
“Enquanto as origens específicas do SARS-CoV-2 são de interesse vital na atual crise mundial da saúde, este estudo sugere de maneira mais ampla que evidências importantes da evolução viral que podem ser reveladas pela interação das defesas do hospedeiro com os genomas virais, incluindo a pressão exercida pelos tecidos hospedeiros na composição do genoma viral “, referiu ainda Xuhua Xia.
