Como o SARS-CoV-2 Evolui em Infecções Persistentes

O SARS-CoV-2, o vírus que causa COVID-19, mudou bastante desde que apareceu. Novas variantes do vírus surgiram com o tempo, como Alpha, Beta, Gamma, Delta e Omicron. Recentemente, novas variantes como BA.2.75, XBB.1.5 e JN.1 também apareceram. Essas variantes têm muitas diferenças em relação às suas formas mais antigas, especialmente em partes do vírus que ajudam ele a entrar nas nossas células. Algumas dessas mudanças fazem o vírus se espalhar mais fácil e ajudam ele a escapar do nosso sistema imunológico.

Uma das razões pelas quais o SARS-CoV-2 muda tanto é porque ele pode evoluir dentro de pessoas que estão infectadas por um longo tempo. Algumas pessoas infectadas têm altos níveis do vírus por períodos prolongados. Isso dá a oportunidade para o vírus desenvolver novas características que ajudam ele a sobreviver e se espalhar. Nosso objetivo era estudar as mudanças no SARS-CoV-2 em pessoas com infecções que duram bastante tempo.

#Infecções Persistentes

A maior parte das pesquisas sobre a evolução do SARS-CoV-2 focou em pacientes que estão recebendo cuidados médicos e têm altos níveis do vírus. Esses pacientes geralmente têm sistemas imunológicos enfraquecidos por várias razões, como tratamento médico contínuo. Mas, descobertas recentes mostram que mais pessoas da população geral também têm infecções que duram. Ainda não está claro por que algumas pessoas têm essas infecções persistentes enquanto outras não. Estávamos interessados nos fatores que contribuem para essas infecções e nas diferenças entre as pessoas.

Quando olhamos as informações demográficas, vimos que pessoas mais velhas e homens têm mais chances de ter infecções persistentes. Fizemos um estudo para examinar as mudanças do vírus em 576 pessoas com infecções em andamento. Queríamos descobrir como as infecções delas variavam, quais fatores afetavam essas infecções e como elas poderiam levar ao surgimento de novas variantes.

#Mudanças Virais Durante as Infecções

O SARS-CoV-2 acumula mutações ao longo do tempo enquanto se espalha entre os hospedeiros. Na nossa análise, encontramos dois padrões principais sobre como as mutações se acumulam. Primeiro, dentro de uma única linhagem do vírus, as mutações tendem a se acumular gradualmente. Porém, em pontos onde o vírus muda para uma nova linhagem, observamos uma rápida acumulação de mudanças, especialmente aquelas que alteram as proteínas do vírus. Essas mutações "nonsynonymous" que mudam como o vírus opera muitas vezes fazem com que o vírus se espalhe melhor ou evite o sistema imunológico.

A evolução do vírus muitas vezes depende de quanto tempo alguém está infectado. Aqueles que têm o vírus por longo tempo provavelmente verão mais mudanças se acumulando. Isso parece acontecer porque o vírus tem mais oportunidades de se adaptar ao seu ambiente.

#Diversidade Nucleotídica

Para entender a diversidade do vírus nessas infecções persistentes, medimos as diferenças genéticas presentes nas amostras do vírus. Em muitos casos, descobrimos que logo após a primeira amostra viral, havia baixa diversidade genética. Isso significa que a maioria das infecções provavelmente começou com uma única versão do vírus.

Com o tempo, a variedade genética nas amostras do vírus aumentou. Encontramos que a maioria das infecções viu um aumento na diversidade genética por cerca de 100 dias antes de estabilizar ou começar a declinar. Isso sugere que, apesar de algumas mutações surgirem no final da infecção, elas não acrescentam muita variedade à população geral de vírus nessa pessoa.

#Mutações Nonsynonymous e Synonymous

Quando olhamos as mutações que ocorreram, descobrimos que a maioria era nonsynonymous, ou seja, causava mudanças nas proteínas do vírus. Esses tipos de mutações costumam ser mais significativas porque podem afetar como o vírus se comporta. Por outro lado, mutações synonymous não mudam as proteínas do vírus.

Nos nossos estudos, notamos que no início das infecções, as quantidades de mutações nonsynonymous e synonymous eram similares. Mas, com o passar do tempo, as mutações nonsynonymous se tornaram mais frequentes, indicando que essas mudanças provavelmente estavam beneficiando o vírus.

#Taxas Evolutivas

Calculamos as taxas em que o vírus muda dentro dos indivíduos. Os resultados mostraram que havia muita variabilidade em quão rápido o vírus evoluía, especialmente em relação às mudanças nonsynonymous. Isso sugere que alguns indivíduos experimentaram mudanças mais rápidas no vírus do que outros. Curiosamente, as taxas de evolução nonsynonymous eram significativamente mais altas do que as das mutações synonymous.

Além disso, percebemos que a duração da infecção estava correlacionada com essas taxas evolutivas. Infecções mais longas frequentemente levavam a taxas de mudança mais rápidas nos vírus, possivelmente porque a resposta do sistema imunológico era mais fraca, permitindo que o vírus se adaptasse mais facilmente.

#Mutações Recorrentes

Durante nossa pesquisa, identificamos muitas mutações que apareceram em vários indivíduos. A maioria dessas mutações era nonsynonymous e poderia ter papéis importantes em como o vírus funciona. Notavelmente, algumas mutações deram vantagens para o vírus dentro de um hospedeiro, mas poderiam ser prejudiciais ao se espalhar para outros hospedeiros.

Por exemplo, certas mutações podem ajudar o vírus a evitar o sistema imunológico, permitindo que ele sobreviva dentro da pessoa infectada. No entanto, se essas mutações prejudicarem a capacidade do vírus de se mover de uma pessoa para outra, isso pode limitar a eficácia do seu espalhamento.

#Insights do Estudo

Essa pesquisa nos dá importantes insights sobre como o SARS-CoV-2 evolui dentro de indivíduos que têm infecções persistentes. Vimos diferenças em como o vírus muda, que foram principalmente impulsionadas por mutações nonsynonymous. Além disso, encontramos que o domínio de ligação ao receptor (RBD) da proteína Spike teve as taxas mais altas de mudanças, indicando que pode estar sob forte pressão de seleção.

As características demográficas das pessoas com infecções persistentes revelaram que adultos mais velhos eram mais propensos a essas infecções prolongadas. Surpreendentemente, fatores como estado de vacinação não pareceram afetar as taxas de evolução viral.

#Conclusão

Nossos achados destacam a relação complexa entre infecções persistentes e a evolução contínua do SARS-CoV-2. Infecções de longa duração oferecem um ambiente para o vírus se adaptar e desenvolver mudanças que podem permitir que ele escape do sistema imunológico ou se espalhe de forma mais eficaz.

Entender essas dinâmicas é crucial para prever como o vírus pode continuar a evoluir e para desenvolver estratégias de manejo e tratamento da COVID-19 no futuro. Pesquisas contínuas nessa área nos ajudarão a desvendar as complexidades da evolução viral e as implicações para a saúde pública.