Acompanhando a Evolução dos Vírus da Gripe no Brasil
Um estudo revela mudanças significativas nas cepas de influenza em todo o Brasil de 2021 a 2023.
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Índice
- Evolução dos Vírus da Gripe
- Objetivo deste Estudo
- Coleta de Amostras e Fontes de Dados
- Análise de Sequência e Sequenciamento de Genoma
- Ampliando o Conjunto de Dados
- Analisando Relações Filogenéticas
- Variação Genética nas Cepas Brasileiras de Gripe
- Previsão da Estrutura da Proteína
- Tendências Epidemiológicas da Gripe no Brasil
- Principais Descobertas e Mudanças nas Cepas Virais
- Conclusão
- Fonte original
- Ligações de referência
Todo ano, os vírus da gripe A e B se espalham amplamente pelo mundo, causando problemas de saúde sérios. Eles provocam doenças respiratórias com diferentes níveis de gravidade e podem causar complicações graves, especialmente em grupos vulneráveis, como crianças e idosos. Na verdade, milhares de pessoas morrem de gripe todo ano globalmente, com estimativas de mais de 200.000 mortes anuais.
No Brasil, assim como em muitos outros países, os subtipos do vírus da gripe A-especificamente H1N1 e H3N2-são os principais responsáveis pela gripe sazonal. Mas, desde 2001, também tem rolado uma presença notável de linhagens do vírus da gripe B conhecidas como Victoria e Yamagata, com a linhagem Victoria sendo a mais comum nos últimos anos.
Evolução dos Vírus da Gripe
Pesquisas mostram que os vírus da gripe A e B evoluem em ritmos diferentes, influenciados por suas cepas específicas. O subtipo H3N2 tende a evoluir rápido, com mudanças acontecendo a cada 2 a 5 anos. Em contraste, o H1N1 e os vírus da gripe B evoluem mais devagar, com novas variantes surgindo aproximadamente a cada 3 a 8 anos, mesmo que várias linhagens possam circular ao mesmo tempo.
Essas mudanças evolutivas mostram a importância de monitorar a composição genética dos vírus da gripe. Esse monitoramento ajuda a entender como os vírus se espalham, suas taxas de incidência e suas relações genéticas, tudo isso podendo influenciar quão severa a doença se torna. O Gene HA, que codifica uma proteína crucial para a capacidade do vírus de infectar células e é o principal alvo para vacinas, é particularmente importante nesse sentido.
Apesar de ter um protocolo estabelecido no Brasil para coletar amostras de gripe e escolher cepas para vacinas, ainda existem lacunas na compreensão da composição genética e ramificações desses vírus no país.
Objetivo deste Estudo
O objetivo deste estudo era preencher as lacunas de conhecimento sobre os vírus da gripe A e B no Brasil. Para isso, os pesquisadores coletaram amostras em cinco regiões diferentes do Brasil de 2021 a 2023 e analisaram o gene HA através de um processo chamado análise filogenética.
Coleta de Amostras e Fontes de Dados
Os dados para este estudo vieram do projeto CeVIVAS. Essa iniciativa envolve várias instituições no Brasil que trabalham juntas para melhorar como os vírus são rastreados e avaliados. Eles queriam garantir amostras diversas e representativas de influenza, incluindo vários laboratórios de saúde pública em todas as cinco principais regiões brasileiras.
Só foram selecionadas amostras que testaram positivo para os vírus da gripe com condições específicas para sequenciamento. Essa seleção cuidadosa tinha como objetivo fornecer uma compreensão mais clara da prevalência e diversidade genética dos vírus da gripe circulantes no Brasil.
No total, o estudo resultou em 1.277 novas sequências do gene HA a partir de amostras brasileiras de gripe. Essas incluíram amostras de H1N1, H3N2 e linhagem B/Victoria. As sequências foram caracterizadas adequadamente para garantir sua qualidade, com a maioria mostrando boa cobertura e completude.
Análise de Sequência e Sequenciamento de Genoma
Os pesquisadores seguiram uma série de etapas para extrair e sequenciar os vírus das amostras coletadas. A abordagem para obter sequências genômicas da gripe A e B envolveu o uso de primers específicos e a aplicação de um método de sequenciamento de próxima geração.
Após obter os dados brutos da sequência, eles passaram por um processo de montagem, que incluiu filtrar sequências de baixa qualidade e mapear as leituras filtradas para sequências de referência. Esse processo ajudou a identificar e montar os segmentos do genoma, focando no gene HA.
Ampliando o Conjunto de Dados
Para expandir seu conjunto de dados, os pesquisadores reuniram sequências adicionais do gene HA do Global Initiative on Sharing All Influenza Database. Isso incluiu sequências do Brasil e do mundo de 2021 a 2023, focando na linhagem B/Victoria e nos subtipos A/H3N2 e A/H1N1.
O conjunto de dados final incluiu milhares de sequências, para uma análise abrangente, que ajudou a abordar possíveis viéses ao incluir sequências de várias regiões globais, melhorando assim a compreensão da distribuição dos vírus.
Analisando Relações Filogenéticas
Os pesquisadores construíram árvores filogenéticas para entender as relações entre diferentes cepas de gripe. Eles usaram um método bem conhecido para atribuir clados e subclados às sequências virais, aprimorando as informações sobre como esses vírus estão relacionados no nível genético.
Variação Genética nas Cepas Brasileiras de Gripe
O estudo também se concentrou em identificar mudanças nos aminoácidos nos segmentos HA das sequências brasileiras de gripe. Comparando essas sequências com as cepas recomendadas para vacina, os pesquisadores tentaram entender variações significativas que poderiam afetar a eficácia das vacinas.
Previsão da Estrutura da Proteína
Para explorar mais as implicações de substituições específicas de aminoácidos na proteína HA, os pesquisadores previram as estruturas tridimensionais das proteínas de diferentes cepas. Eles usaram estruturas de proteínas existentes como modelos e analisaram como várias substituições poderiam afetar a capacidade do vírus de se ligar às células hospedeiras e escapar do sistema imunológico.
Tendências Epidemiológicas da Gripe no Brasil
O estudo revelou padrões significativos na circulação dos vírus da gripe no Brasil. Houve um aumento notável nos casos positivos de gripe de 2021 a 2023, refletindo um ressurgimento da atividade viral após a pandemia de COVID-19. O aumento sugeriu que os vírus da gripe estavam circulando em níveis mais altos do que durante o pico da pandemia, quando estavam em grande parte suprimidos.
Os pesquisadores analisaram os padrões mais a fundo, observando os diferentes subtipos de gripe e como eles circularam ao longo dos anos. Eles notaram taxas de infecção e aparições de vírus diferentes nas regiões brasileiras, influenciadas pelo clima e pela demografia variadas do país.
Principais Descobertas e Mudanças nas Cepas Virais
O estudo descobriu que três vírus da gripe circularam no Brasil entre 2021 e 2023: A/H1N1, A/H3N2 e B/Victoria. Notavelmente, houve uma predominância do H3N2 em 2021/2022, enquanto houve co-circulação de todos os três vírus no final de 2022. Em 2023, a circulação de B/Victoria e A/H1N1 aumentou significativamente.
Os pesquisadores identificaram várias subclades e mutações dentro dos vírus H1N1 e H3N2, mostrando como essas cepas mudaram ao longo do tempo. A presença de substituições específicas de aminoácidos na proteína HA indicou possíveis mudanças antigênicas, que poderiam afetar como o vírus interage com as vacinas.
O estudo também destacou a baixa circulação de algumas cepas, como a linhagem Yamagata do vírus B, sugerindo que a linhagem Victoria se tornou mais dominante.
Conclusão
Essa pesquisa é vital para estratégias de saúde pública voltadas para o manejo da gripe. Monitorando a diversidade genética e os padrões dos vírus da gripe, as autoridades podem planejar melhor a formulação de vacinas e melhorar as respostas de saúde pública no Brasil e além.
Em resumo, os pesquisadores avançaram significativamente na compreensão da evolução dos vírus da gripe no Brasil. Eles preencheram lacunas cruciais no conhecimento sobre a composição genética das cepas circulantes, o que pode ajudar a mitigar os efeitos de surtos de gripe no futuro e guiar o desenvolvimento de vacinas.
Título: Comprehensive Molecular Epidemiology of Influenza Viruses in Brazil: Insights from a Nationwide Analysis
Resumo: Influenza A and B viruses pose significant global health threats, with substantial impacts on morbidity and mortality. Understanding their molecular epidemiology in Brazil, a key hub for the circulation and dissemination of these viruses in South America, remains limited. This study, part of the Center for Viral Surveillance and Serological Assessment (CeVIVAS) project, addresses this by analyzing data and samples from all Brazilian macroregions, along with publicly available sequences from 2021-2023. Phylogenetic analysis of the Hemagglutinin (HA) segment of Influenza A/H1N1pdm09, A/H3N2, and Influenza B/Victoria-lineage revealed the predominance of A/H3N2 2a.3 strain in 2021 and early 2022. This was succeeded by A/H3N2 2b until October 2022, after which A/H1N1pdm09 5a.2a and 5a.2a.1 lineages became prevalent, maintaining this status throughout 2023. B/Victoria circulated at low levels between December 2021 and September 2022, becoming co-prevalent with A/H1N1pdm09 5a.2a and 5a.2a.1 lineages. Comparing the vaccine strain A/Darwin/9/2021 with circulating A/H3N2 viruses from 2021-2023 revealed shared mutations to aspartic acid at residues 186 and 225, altering the RBD domains charge. For A/H1N1pdm09, the 2022 consensus of 5a.2a.1 and the vaccine strain A/Victoria/2570/2019 had 14 amino acid substitutions. Key residues such as H180, D187, K219, R223, E224, and T133 are involved in hydrogen interactions with sialic acids, while N130, K142, and D222 may influence distance interactions based on docking analyses. Distinct Influenza A lineage frequency patterns across Brazils macroregions underscore regional variations in virus circulation. This study characterizes the dynamics of Influenza A and B viruses in Brazil, offering valuable insights into their circulation patterns. These findings have significant public health implications, informing strategies to mitigate transmission risks, optimize vaccination efforts, and enhance outbreak control measures. Author summaryThis study investigates the molecular epidemiology of Influenza A and B viruses in Brazil from 2021 to 2023. Utilizing data from the Center for Viral Surveillance and Serological Assessment (CeVIVAS) and public databases, we performed a comprehensive phylogenetic analysis of the Hemagglutinin segments of Influenza A/H1N1pdm09, A/H3N2, and B/Victoria-lineage viruses across all Brazilian macroregions. Key findings reveal that the A/H3N2 2a.3 strain was predominant in 2021 and early 2022, followed by A/H3N2 2b, and later by A/H1N1pdm09 5a.2a and 5a.2a.1 lineages in late 2022 and throughout 2023. The B/Victoria strain circulated at low levels initially and later co-prevailed with A/H1N1pdm09 lineages. Comparing the vaccine strain A/Darwin/9/2021 with circulating A/H3N2 viruses from 2021-2023 and A/Victoria/2570/2019 with 5a.2a.1 of A/H1N1pdm09 circulating in 2022 revealed significant mutations which could affect the interaction of the viruses with sialic acids and potentially impact vaccine efficacy. Notably, we identified a substitution pattern among the predominant Influenza subtypes and observed distinct regional variations in Influenza A lineage frequencies across Brazil. These findings are critical for optimizing vaccination strategies and provide valuable data to inform public health policy and improve health outcomes.
Autores: M Carolina Elias, I. C. Brcko, V. C. de Souza, G. Ribeiro, A. R. J. Lima, A. J. Martins, C. R. d. S. Barros, E. Carvalho, J. S. Pereira, L. P. O. de Lima, V. L. Viala, S. Kashima, D. G. L. de La-Roque, E. V. Santos, E. S. Rodrigues, J. A. Nunes, L. S. Torres, L. A. V. Caldeira, M. Palmieri, C. G. Medina, R. Augusto de Arruda, R. B. Lopes, G. Reple Sobrinho, D. M. d. M. Jorge, E. Arruda, E. C. B. d. S. Mendes, H. d. O. Santos, A. L. e. S. de Mello, F. M. Pereira, M. K. A. Gomez, V. B. Nardy, B. V. M. Henrique, L. L. Vieira, M. M. Roll, E. C. de Oliveira, J. D. P. C. Almeida, da
Última atualização: 2024-07-06 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602044
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.07.04.602044.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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