Outra preocupante mutação no novo coronavírus permite evasão a vários anticorpos

Desde o início da pandemia, pesquisadores têm identificado milhares de mutações associadas ao material genético do novo coronavírus (SARS-CoV-2), incluindo algumas que podem ter tornado esse vírus mais infeccioso, resistente ao sistema imune e/ou mais transmissível. Agora, um time internacional de pesquisadores, liderado por cientistas da Universidade de Glasgow, Reino Unido, e da Vir Biotechnology, em São Francisco, Califórnia, identificaram e investigaram uma preocupante mutação na proteína Spike (S) do SARS-CoV-2 chamada de N439K. Essa mutação afeta o domínio de ligação ao receptor (RBD) da proteína S e dificulta a capacidade de anticorpos neutralizantes de atacar o vírus, incluindo aqueles presentes no plasma convalescente de pessoas recuperadas. A mutação foi já identificada em 12 países e foi descrita em um estudo preprint (ainda não revisado por pares) publicado na plataforma bioRxiv (1).

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Até o momento, são mais de 53 milhões de casos confirmados e mais de 1,3 milhão de mortes registradas associados à doença causada pelo SARS-CoV-2 (COVID-19), mas esses números estão subestimados, particularmente o número de casos (estimativas apontam que 5-10% da população mundial já foi infectada). E o SARS-CoV-2 não se limitou apenas a hospedeiros humanos. Vários outros mamíferos comprovadamente são suscetíveis ao vírus, incluindo gatos, cães, primatas, e, especialmente, martas (gênero Mustella) (2). Nesse sentido, à medida que o vírus vai se alastrando e criando potenciais novos reservatórios naturais, cada vez mais mutações (deleções, substituições, recombinações) vão se acumulando e potencialmente se tornando mais prevalentes via mecanismos evolutivos de seleção natural e de deriva genética.

(2) Para mais informações sobre a questão, acesse: Gatos e outros animais não-humanos podem ser infectados pelo novo coronavírus?

Até o final de outubro, estudos epidemiológicos ao redor do mundo têm gerado mais de 135 mil sequências genômicas virais, as quais têm sido compartilhadas entre a comunidade científica com velocidades sem precedentes através da Iniciativa GISAID. Esses dados são essenciais para o monitoramento da disseminação do SARS-CoV-2 e da sua evolução. E evidências mais recentes têm sugerido que estamos subestimando a capacidade evolutiva desse vírus.

Um estudo publicado esta semana no The New England Journal of Medicine mostrou que um mesmo paciente sob tratamento imunossupressor sofreu 4 sucessivas re-proliferações do SARS-CoV-2, todas causadas por partículas virais derivadas da infecção original. O resultado de análises filogenéticas das amostras coletadas do paciente ao longo de 154 dias desde a sua primeira hospitalização até seu óbito foi consistente com infecção persistente e acelerada evolução viral (quatro distintos genomas a nível populacional foram descritos). Mudanças de aminoácido identificadas predominavam nos genes da proteína S (57%) e do RBD (38%), os quais representam até 13% e 2% do genoma viral, respectivamente (o genoma do SARS-CoV-2 possui 15 genes).

Nesse sentido, a evolução da proteína S presente na superfície do SARS-CoV-2 (a "coroa") - proteína essa responsável pela entrada viral na célula hospedeira através da interação com o receptor glicoproteico ACE2 - é de particular interesse. Isso porque a proteína S é o alvo dos anticorpos neutralizantes gerados pela infecção, assim como dos anticorpos monoclonais terapêuticos sendo testados contra a COVID-19 (3) e também da maior parte das vacinas sendo testadas, especialmente aquelas baseadas em RNA viral (4).

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A primeira mutação na proteína S que causou preocupação foi a D614G, a qual hoje já é dominante na pandemia (4). Estudos in vitro e in vivo têm indicado que essa mutação aumentou a infectividade e a taxa de transmissão do SARS-CoV-2. Por outro lado, felizmente, essa mutação parece ter mantido o mesmo nível de virulência (patogenicidade) e um estudo publicado ontem na Science reforçou esse cenário e indicou que essa variante não compromete a eficácia das vacinas sendo testadas e ainda pode ser mais suscetível ao ataque imune devido aos seus efeitos nas dinâmicas moleculares da proteína S. De fato, o aminoácido 614 está fora do RBD da proteína S, o domínio alvo de 90% dos anticorpos neutralizantes no plasma de pacientes recuperados da COVID-19.

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Na Dinamarca, dentro das fazendas de martas (criadas para a produção de pele), o vírus se alastrou e deu origem a várias mutações, quatro de particular importância (69-70deltaHV, 453F, 692V, e 1229I) porque foram também identificadas em humanos após retransmissão do SARS-CoV-2 e afetam a proteína S. A variante viral contendo todas essas mutações (ΔFVI-spike) mostrou ter uma maior capacidade de replicação tardia em cultura celular (entre 24 horas e 94 horas pós-inoculação) e reduziu a eficácia da atividade de anticorpos neutralizantes gerados como resposta a outras cepas, expressando inclusive resistência à neutralização (5). Isso levou o governo Dinamarquês a abater todas as martas criadas em fazendas (~17 milhões) e eliminar o setor do país por tempo indeterminado. E relevante: a mutação 453F está localizada no domínio RBD, dando suporte para a perda de efetividade da imunidade humoral prévia.

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MUTAÇÃO N439K

No novo estudo, os pesquisadores resolveram investigar o domínio do receptor principal (RBM) da proteína S, o alvo primário de anticorpos neutralizantes dentro do RBD. Eles primeiro encontraram que essa era a menos conservada região da proteína S, ou seja, mais suscetível a mudanças nas sequências de aminoácidos (mutações). Para avaliar o significado dessa plasticidade estrutural, os pesquisadores identificaram e analisaram a mutação N439K, uma variante RBM que emergiu de forma independente duas vezes (evolução convergente) em diferentes regiões geográficas e é caracterizada por uma transversão citocina-para-adenina na posição do terceiro códon. Até outubro deste ano, essa mutação foi observada em 12 países e é o segundo mais comumente observado alelo associado ao RBD.

Através de análises moleculares, experimentos in vitro e observação de dados clínicos de pacientes infectados, os pesquisadores encontraram que a mutação N439K não alterava a eficiência de replicação, a afinidade de interação com o receptor humano ACE2 (hACE2) e a virulência da infecção (evolução do quadro clínico). Esses achados podem explicar a alta plasticidade estrutural da região RBM, a qual pode potencialmente acomodar um grande número de mutações sem atrapalhar a transmissão e sobrevivência do vírus.

No entanto, em análises subsequentes, os pesquisadores encontraram que o SARS-CoV-2 com a variante N439K expressava resistência a anticorpos monoclonais terapêuticos atualmente sendo avaliados em testes clínicos para o tratamento de pacientes com COVID-19. Além disso, testando 144 anticorpos monoclonais neutralizantes de indivíduos recuperados da COVID-19, eles encontraram que 15,5% deles demonstraram uma redução superior a 2 vezes em relação à habilidade de se ligarem com o RBD da variante N439K. Em amostras do soro de 445 pacientes recuperados da COVID-19 (presença de múltiplos anticorpos), os pesquisadores observaram uma redução na habilidade de ligação superior a 2 vezes em 7,4% dessas amostras frente à mutação N439K. Já em 6 pacientes sabidamente infectados com o SARS-CoV-2-N439K, não houve mudanças nos níveis de ligação após reexposição do plasma convalescente à variante, como esperado.

Ainda segundo os pesquisadores, é provável que essa mutação e outras similares no domínio RBM reduzam não só a eficácia de anticorpos produzidos em resposta a outras cepas virais como também reduzam a eficácia da imunidade mediada por células-T e da imunidade inata previamente geradas.

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Nesse sentido, os autores do estudo enfatizaram a importância de se rastrear as mutações do SARS-CoV-2 associadas à região RBD, particularmente o domínio RBM, o qual mostra uma alta plasticidade estrutural que pode fomentar evolução de resistência à imunidade humoral e potencialmente à imunidade celular. A evolução do SARS-CoV-2 pode deflagrar novas ondas epidêmicas, inutilizar medicamentos baseados em anticorpos monoclonais - atualmente os mais promissores - e reduzir dramaticamente a eficácia das vacinas hoje sendo testadas (baseadas em cepas virais e sequências da proteína S mais antigas). Isso é de especial preocupação considerando que o nível de imunidade populacional está aumentando a passos largos, aumentando a pressão seletiva no caminho de tornar mutações de evasão imune mais prevalentes. Esse cenário também reforça a importância do controle epidêmico - uso de máscaras, distanciamento social, etc. -, para desacelerar a emergência de novas mutações e preservar o máximo possível a eficácia das vacinas sendo testadas.

(1) Publicação do estudo: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.11.04.355842v1.full.pdf