Um levantamento internacional revelou uma diversidade viral muito maior do que a conhecida até agora pela ciência. A pesquisa, que contou com participação brasileira, analisou 2.922 amostras coletadas em 102 cidades de 31 países, incluindo São Paulo, e identificou 54.945 espécies de vírus de RNA. Cerca de 77% delas nunca haviam sido descritas anteriormente.
Os resultados foram publicados em julho na revista Nature Communications e deram origem ao UPVAtlas, sigla em inglês para Atlas de Vírus de RNA Urbanos e Periurbanos. O catálogo reúne vírus encontrados em diferentes ambientes, como estações de transporte, hospitais, agências bancárias, solo, água, sedimentos e redes de esgoto.
O estudo contou com a participação de Antônio Pedro Camargo, professor do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP). Segundo o pesquisador, a descoberta evidencia o quanto a diversidade de vírus existente na natureza ainda é pouco conhecida. “Nós conhecíamos vários vírus causadores de doenças, mas subestimávamos muito a diversidade viral na natureza.”
A pesquisa se concentrou nos vírus de RNA, grupo que armazena suas informações genéticas em moléculas de RNA. Fazem parte desse universo vírus associados a doenças como dengue, zika, gripe, febre amarela e covid-19.
Ambientes
A maior parte das amostras — 1.862 das 2.922 analisadas — foi coletada pelo consórcio MetaSUB, dedicado ao estudo do microbioma de ambientes urbanos.
As coletas foram realizadas entre março e julho de 2020, durante a pandemia de covid-19. Os pesquisadores utilizaram um protocolo padronizado, passando swabs por superfícies de contato frequente, como corrimãos, bancos e máquinas de bilhetes.
O restante do material foi obtido de bancos públicos de dados de sequenciamento e contemplou ambientes próximos às cidades, incluindo solo, sedimentos, água doce, esgoto e estufas.
Para identificar os microrganismos presentes nas amostras, os pesquisadores utilizaram a metatranscriptômica, técnica que permite sequenciar simultaneamente o conjunto de moléculas de RNA encontrado em determinado material.
Em uma única amostra podem existir bactérias, vírus que infectam bactérias, outros microrganismos e diferentes formas de material biológico. Em vez de separar cada organismo individualmente, a técnica permite analisar todo o conjunto de RNA.
Ferramenta
Um dos desafios foi determinar a origem dos milhões de fragmentos de material genético encontrados nas amostras. Para realizar essa triagem, a equipe utilizou o geNomad, ferramenta de bioinformática desenvolvida por Camargo.
O programa permite processar grandes volumes de sequências genéticas e identificar quais delas correspondem a genomas virais.
Depois da triagem, os pesquisadores compararam as sequências de uma enzima presente nos vírus de RNA, a RdRP (RNA polimerase dependente de RNA), responsável pela replicação viral. A análise permitiu reconstruir relações de parentesco entre os diferentes vírus identificados.
Alguns deles apresentaram diferenças tão grandes em relação aos vírus já conhecidos que os pesquisadores propuseram novas categorias para classificá-los. A proposta inclui dois novos filos, uma nova classe e outros agrupamentos ainda sem classificação formal.
Os autores, porém, ressaltam que essas classificações são preliminares, pois dependem de análises adicionais para confirmar formalmente a existência de novos grupos.
Diversidade
O número de 54.945 espécies catalogadas representa apenas uma parcela da diversidade viral existente nos ambientes estudados. As chamadas curvas de acumulação, que indicam a quantidade de novos vírus encontrados à medida que novas amostras são analisadas, não apresentaram estabilização na maioria dos ambientes.
Isso significa que novas coletas provavelmente continuarão revelando vírus ainda desconhecidos.
“Há uma diversidade viral muito grande, maior do que a gente já conhecia. Acho que esse é o ponto principal do artigo”, afirmou Camargo.
A identificação de milhares de vírus desconhecidos não significa, entretanto, que as cidades estejam repletas de novos agentes capazes de provocar doenças em seres humanos.
Os pesquisadores conseguiram apontar um possível hospedeiro para apenas cerca de um terço das sequências analisadas. Dentro desse grupo, mais da metade corresponde a vírus que infectam bactérias, e não seres humanos.
Uma parcela menor apresentou potencial para infectar vertebrados. Ao cruzar os resultados com a base VIRION, que reúne associações documentadas entre vírus e vertebrados, os pesquisadores identificaram 60 vírus com alta probabilidade de infectar humanos e outros 47 associados potencialmente a mamíferos.
Entre os 60 vírus com potencial de infecção humana, 19 foram encontrados em ambientes urbanos e 34 em amostras de origem animal.
O estudo também identificou 166 bacteriófagos, vírus que infectam e destroem bactérias, associados a quatro linhagens do grupo ESKAPE, que reúne bactérias de relevância clínica, entre elas Staphylococcus aureus.
Segundo os pesquisadores, essa descoberta pode contribuir para futuras pesquisas sobre o uso de bacteriófagos no combate a bactérias resistentes a antibióticos, estratégia conhecida como fagoterapia.
Esgoto
A pesquisa mostrou diferenças importantes entre os ambientes analisados. Superfícies urbanas, como ruas, bancos, estações e estabelecimentos comerciais, apresentaram diversidade viral menor do que ambientes naturais, como solo e sedimentos.
Uma das exceções foi o esgoto, que apresentou uma das maiores diversidades virais registradas no levantamento. O resultado reforça o potencial das redes de esgoto para a chamada vigilância ambiental, permitindo acompanhar mudanças nas comunidades virais presentes em uma população.
Entre as amostras hospitalares, São Paulo e Islamabad, no Paquistão, apresentaram maior abundância de vírus pertencentes a famílias com potencial patogênico para vertebrados do que Baltimore, nos Estados Unidos, e Seul, na Coreia do Sul.
Os pesquisadores, no entanto, recomendam cautela na interpretação dessa diferença. De acordo com Camargo, os dados podem refletir simplesmente diferenças na amostragem, e não necessariamente características biológicas específicas de cada cidade.
Evolução dos vírus
Ao reunir em um único catálogo informações obtidas em diferentes cidades e ambientes, o UPVAtlas cria uma base de comparação para futuras pesquisas.
A expectativa é que novos estudos possam utilizar os dados para acompanhar como as comunidades virais se modificam ao longo do tempo e de acordo com fatores ambientais e geográficos. Também será possível comparar, por exemplo, a diversidade encontrada em uma determinada cidade atualmente com aquela registrada anos ou décadas depois.
Para os pesquisadores, conhecer essa diversidade é fundamental porque os vírus estão em constante evolução. A capacidade de infectar organismos depende justamente de sua possibilidade de se reproduzir dentro das células de um hospedeiro.
O levantamento, portanto, amplia o conhecimento sobre um universo biológico ainda pouco explorado e oferece uma base para o monitoramento de mudanças nas comunidades virais presentes nos ambientes urbanos e naturais.
*Com informações da Agência Fapesp.
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