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Como a ciência prova que o coronavírus não foi criado em um laboratório

Daniel Schultz

18/04/2020 04h00

Reprodução

Desde o começo da pandemia, muito se discute sobre a origem do coronavírus causador da covid-19: de sua residência em animais silvestres até a sua suposta disseminação a partir de um mercado em Wuhan. A questão é essencial para se entender os riscos de desenvolvermos outras pandemias e para se desenvolver medidas para evitá-las.

Mas os avanços recentes da biotecnologia levantaram uma questão inédita, alimentada pelas tensões políticas globais: teria o vírus se originado no Instituto de Virologia de Wuhan, a poucos quilômetros dali? E mais, teria o vírus sido fabricado artificialmente?

Apesar de improvável, a ideia foi levada a sério pela comunidade científica. Mas felizmente podemos ficar tranquilos, pelo menos quanto às intenções dos cientistas chineses. Nada leva a crer que o vírus tenha sido feito em seus laboratórios.

Pandemias não são exatamente novidades na história da humanidade. Acontecem desde que começamos a viver em altas densidades populacionais, bem antes de qualquer avanço na biologia, e sempre foram ligadas à nossa proximidade com animais.

Sendo assim, a hipótese mais provável é que essa pandemia tenha tido a mesma origem de sempre. Qualquer outra hipótese deve ser considerada com muita cautela e submetida a muito escrutínio. E nos vários novos estudos desde o sequenciamento do SARS-CoV-2 foi justamente isso que aconteceu (veja aqui uma descrição completa do genoma do vírus).

Como descobrir se um vírus foi alterado em laboratório?

Se você fosse um gênio do mal e quisesse fabricar um novo vírus para infectar seres humanos, o que faria? Ainda não conseguimos projetar um vírus desde o começo. Você teria que começar com algum vírus já conhecido. Daí tentaria alterar as proteínas do vírus que o permitem reconhecer e adentrar as células humanas. Além do mais, a própria natureza ainda é muito mais eficiente que a nossa engenharia em projetar proteínas eficientes, então talvez você procurasse soluções já existentes em outros vírus.

De qualquer maneira, essas alterações artificiais em pontos específicos do vírus deixariam marcas em seu RNA bem diferentes das alterações meio que aleatórias causadas pela evolução natural.

No caso do coronavírus, a proteína mais óbvia a ser modificada é a que dá ao vírus o aspecto de coroa (em latim: "corona", daí o nome). Essa proteína, chamada "Spike", projeta-se do exterior da cápsula do vírus e reconhece uma outra proteína na superfície das células humanas, a ACE2, envolvida na regulação da pressão sanguínea. Uma vez ligado à ACE2, o vírus adentra a célula humana.

Um estudo de 2015 feito em colaboração com o Instituto de Virologia de Wuhan, inclusive, já havia mostrado que uma nova versão da proteína Spike circulado em coronavírus de morcegos, quando transplantada a um coronavírus inofensivo, conseguia fazê-lo invadir células humanas.

No final de janeiro, um grupo da Índia postou no bioRxiv um artigo controverso. O bioRxiv é uma plataforma que permite aos pesquisadores publicarem seus estudos rapidamente, antes de passarem pelo processo de revisão habitual, o que é especialmente importante quando não há tempo a perder, como agora.

Esse estudo, feito às pressas, encontrou quatro trechos "mal explicados" no RNA codificando a proteína Spike do novo coronavírus, que os autores acharam parecidos com trechos do HIV. O estudo sugeria que a presença desses trechos "provavelmente não era fortuita", e criou um alvoroço imediato na comunidade científica.

No mesmo dia, vários especialistas analisaram o assunto mais profundamente. Descobriram que os trechos de RNA mal explicados na verdade apareciam em vários outros coronavírus. Apenas um desses trechos era realmente mais parecido com um trecho do HIV, mas era tão curto que essa semelhança era estatisticamente insignificante. Era como encontrar a mesma palavra em dois livros diferentes.

A reação da comunidade foi tão rápida que o artigo foi retirado antes mesmo do caso chegar na grande mídia. A partir daí, o bioRxiv começou a incluir uma grande tarja amarela nos artigos sobre o coronavírus, explicitando que ainda não são revisados e devem ser lidos com cuidado.

A origem do SARS-CoV-2 é decididamente natural

Depois disso, outros grupos se empenharam em resolver de vez a questão. Um grupo do Scripps Institute publicou um artigo analisando mais detalhadamente as possibilidades da origem do vírus. Já de cara, era evidente que o vírus não tinha sido projetado em laboratório. O vírus tem muitas características novas, nunca vistas em outros coronavírus, e muitas delas inexplicáveis. Um vírus projetado se pareceria mais com vírus já conhecidos.

Descobriram que a proteína Spike do SARS-CoV-2 realmente possui adaptações que permitem uma maior afinidade às células humanas. Porém, para sua surpresa, se deram conta que os melhores modelos disponíveis não conseguiriam prever o sucesso dessas adaptações, que fazem o vírus se ligar de uma maneira diferente do vírus do SARS original. Portanto, um bioengenheiro tentando projetar um novo coronavírus nunca escolheria essa nova conformação.

Além disso, a estrutura geral do SARS-CoV-2 é muito parecida com a de coronavírus inofensivos encontrados em morcegos e pangolins. Novamente, um bioengenheiro mal intencionado escolheria para seu projeto um vírus sabidamente capaz de infectar seres humanos. Além disso, um vírus descoberto em pangolins mais recentemente, depois do início da epidemia, contém as novas adaptações que aumentam a afinidade a células humanas. Portanto, podemos concluir com confiança que o novo vírus realmente se originou na natureza.

É importante saber como o vírus chegou aos seres humanos

Apesar da semelhança do SARS-CoV-2 aos coronavírus de morcegos e pangolins, ainda não encontramos o vírus em sua forma atual na natureza. O que sabemos é que a epidemia começou com uma única cepa do vírus, que pouco se modificou desde o início da epidemia.

Isso deixa em aberto duas possibilidades: ou o vírus chegou à forma atual na natureza, e uma vez que adquiriu a capacidade de infectar células humanas arrebatou a população em pouco tempo, ou o vírus chegou à espécie humana numa forma mais primitiva e só depois evoluiu sua incrível capacidade de infecção.

A distinção é importante, pois no primeiro caso o vírus pode continuar à espreita na natureza, causando novas infecções no futuro. Que o vírus se originou em morcegos é quase certo, mas é muito provável que passou por um hospedeiro intermediário antes de chegar a nós. Foi o caso nas outras epidemias anteriores causadas por coronavírus (outro estudo de Wuhan). Por isso a busca pelo hospedeiro intermediário continua, ainda cheia de incertezas.

Nem mesmo a origem da epidemia no mercado de Wuhan parece mais tão certa. O Instituto de Virologia de Wuhan fica perto do mercado de onde a epidemia se alastrou, e o vírus ainda poderia ter escapado de lá acidentalmente. Mas mesmo essa hipótese é remota, pois é um vírus novo, que não vinha sendo estudado.

Mas enquanto isso podemos pelo menos nos tranquilizar quanto à ameaça de bioterrorismo, pelo menos dessa vez. Se é verdade que os mercados de animais silvestres são um prato cheio para a proliferação de epidemias, e que as autoridades locais chinesas lidaram muito mal com o começo da epidemia, também é verdade que o Instituto de Virologia de Wuhan tem sido instrumental no estudo dos coronavírus. Eles têm forte apoio da comunidade científica internacional, e não por acaso estão localizados na região de risco.

Outra lição positiva é que a comunidade científica tem conseguido produzir estudos rapidamente mesmo em tempos de crise, mantendo um alto nível de escrutínio nos resultados. E para o público em geral, fica o alerta do perigo de se tirar conclusões apressadas de estudos científicos ainda não revisados. As consequências podem ser devastadoras.

Sobre os autores

Daniel Schultz é cientista, professor de microbiologia e membro do núcleo de ciências computacionais em Dartmouth (EUA). Estuda a dinâmica dos processos celulares, com foco na evolução de bactérias resistentes a antibióticos. É formado em engenharia pelo ITA, doutor em química pela Universidade da Califórnia San Diego e pós-doutorado em biologia sistêmica em Harvard. Possui trabalhos de alto impacto publicados em várias áreas, da física teórica à biologia experimental, e busca integrar essas várias áreas do conhecimento para desvendar os detalhes de como funciona a vida ao nível microscópico.

Monica Matsumoto é cientista e professora de Engenharia Biomédica no ITA. Curiosa, ela tem interesse em áreas multidisciplinares e procura conectar pesquisadores em diferentes campos do conhecimento. Monica é formada em engenharia pelo ITA e doutora em ciências pela USP, e trabalhou em diferentes instituições como InCor/HCFMUSP, UPenn e EyeNetra.

Shridhar Jayanthi é Agente de Patentes com registro no escritório de patentes norte-americano (USPTO) e tem doutorado em Engenharia Elétrica pela Universidade de Michigan (EUA) e diploma de Engenheiro de Computação pelo ITA. Atualmente, ele trabalha com empresas de alta tecnologia para facilitar obtenção de patentes e, nas (poucas) horas vagas, é um estudante de problemas na intersecção entre direito, tecnologia e sociedade. Antes disso, Shridhar teve uma vida acadêmica com passagens pela Rice, MIT, Michigan, Pennsylvania e no InCor/USP, e trabalhou com pesquisa em áreas diversas da matemática, computação e biologia sintética.

Sobre o blog

Novidades da ciência e tecnologia, trazidas por brasileiros espalhados pelo mundo fazendo pesquisa de ponta. Um espaço para discussões sobre os rumos que as novas descobertas e inovações tecnológicas podem trazer para a sociedade.