Um artigo publicado na Nature Communications, uma das mais influentes revistas científicas, apresenta o sequenciamento do genoma do Biomphalaria glabrata, espécie de caramujo que é o principal e mais importante hospedeiro do Schistosoma mansoni, causador da esquistossomose, doença que afeta 240 milhões de pessoas em todo o mundo. O estudo que deu origem ao artigo envolveu instituições de onze países, entre elas a Fiocruz Minas.

O mapeamento fornece uma descrição completa acerca das características do caramujo, incluindo informações relacionadas à estrutura física do molusco e ainda à forma como ele se comporta. Isso torna possível, por exemplo, entender como funciona os sistemas digestivo, respiratório, reprodutivo, entre outros, além de jogar luz sobre questões comportamentais, que podem explicar a forma de interação entre o Biomphalaria glabrata e o ambiente. Ao todo, foram identificados 14.423 genes.

“A partir de agora, será possível melhor entender e compreender a funcionalidade desse molusco e encontrar formas mais eficazes para controlá-lo ou torná-lo, se possível, um molusco resistente à infecção pelo S. mansoni. Talvez possamos entender como o mecanismo de defesa da B. glabrata permitiu que o parasita se adaptasse tão bem a ele”, afirma o pesquisador Omar dos Santos Carvalho, do Grupo de Helmintologia e Malacologia Médica (HMM) da Fiocruz Minas.

O estudo, que durou 15 anos, teve início na Fiocruz Minas, com a captura e caracterização dos caramujos, realizadas pelos pesquisadores Omar Carvalho, Roberta Caldeira e José Amorim da Silva. Nos laboratórios da unidade, os caramujos foram submetidos a diferentes experimentos, visando assegurar que a espécie coletada era de fato a B. glabrata.

“Fizemos a identificação morfológica, ou seja, uma análise dos órgãos internos de vários exemplares do caramujo e, para ampliar a confiabilidade, realizamos estudos moleculares para confirmação da identificação da espécie”, explica a pesquisadora Roberta Caldeira, do Grupo de HMM. Segundo ela, os moluscos coletados foram ainda submetidos à infecção com duas cepas de Schistosoma mansoni, já que uma característica relevante da B. glabrata é a alta taxa de infectividade.

Os pesquisadores da Fiocruz também fizeram análise de dados genômicos, proteômicos e transcritômicos, bem como a Identificação de proteínas envolvidas na via de pequenos RNAs . Os resultados dessas metodologias de nomes complicados fornecem informações importantes acerca da biologia do caramujo, bem como da relação entre ele e o hospedeiro. Possibilitam também compreender melhor os mecanismos de suscetibilidade e resistência de B. glabrata ou ainda as condições que a torna mais propensa à infecção.

“O grande diferencial desse estudo é a enorme quantidade de possibilidades que ele gera. Para se ter uma ideia, foram publicados, em forma de suplementos neste artigo da Nature, cerca de outros 50 artigos explorando os dados genômicos gerados por esse projeto”, destaca Caldeira.

O estudo envolveu o trabalho de 118 pesquisadores. Só na Fiocruz Minas e na Universidade Federal de Uberlândia, 16 pessoas estiveram envolvidas: Roberta Caldeira, Omar Carvalho, Liana Passos, Guilherme Oliveira, Juliana Assis, Yesid Cuesta-Astroz, Sandra Gava, Fernanda Ludolf, Francislon Oliveira, Fabiano Pais, Izinara Rosse, Larissa Scholte, Matheus de Souza Gomes, Elio Baba, Laurence Amaral e Wander Jeremias. Dentre esses, Guilherme Oliveira, agora no Instituto Tecnológico Vale em Belém, foi um dos membros do comitê que editou a versão final do artigo.

“O sucesso desse trabalho é resultado do esforço de uma equipe internacional. Foi um grande prazer e muito gratificante participar deste grande grupo”, ressalta Omar Carvalho.

Conheça o artigo.

ESQUISTOSSOMOSE NO PAÍS

Segundo a responsável técnica pelo Programa de Esquistossomose do Ministério da Saúde, Jeann Marie Marcelino, dados do Inquérito Nacional de Prevalência da Esquistossomose e das Geo-helmintíases mostram que aproximadamente 1,5 milhão de pessoas possam estar infectadas com o Schistosoma mansoni no país. A transmissão ocorre de forma endêmica nos Estados de Alagoas, Bahia, Maranhão, Pernambuco e Sergipe, na região Nordeste, e em Minas Gerais e no Espírito Santo, na região Sudeste. Há registro de focos de transmissão no Ceará, Paraíba, Rio Grande do Norte, Rio de Janeiro, São Paulo e no Pará.

De acordo com o inquérito, no período de 2001 a 2015, foram detectados cerca de 38 mil casos na área endêmica. Nesse mesmo período, houve uma média de 195 internações e 488 óbitos. Em 2015, foram 193 internações e 459 óbitos.

No restante do país, são notificados casos, em sua maioria importados de áreas endêmicas, devido ao fluxo migratório de pessoas. Em 2015, foram notificados 4.356 casos, incluindo as formas graves da doença.

De acordo com uma publicação do Ministério da Saúde de 2008,  o caramujo da espécie Biomphalaria glabrata está distribuído em 806 municípios, de 16 estados brasileiros (AL, BA, DF, ES, GO,MA, MG, PA, PB,PR,PE,PI,RJ,RN,RS,SP e SE) e no Distrito Federal.

 A DOENÇA

A esquistossomose é uma doença causada pelo Schistosoma mansoni, parasita que tem no homem seu hospedeiro definitivo, mas que necessita de caramujos, como B. glabrata,como hospedeiros intermediários para desenvolver seu ciclo evolutivo. A transmissão desse parasita se dá pela liberação de seus ovos através das fezes do homem infectado. Em contato com a água, os miracídios eclodem e penetram nos caramujos e, algum tempo depois, liberam novas larvas. Na água, as larvas (cercarias) penetram na pele e/ou mucosa do homem, reiniciando o ciclo.

A doença apresenta duas fases durante seu processo evolutivo: aguda e crônica. Na primeira fase, os principais sintomas podem ser vermelhidão e manifestações de coceiras e dermatite na pele, febre alta, inapetência, fraqueza, enjoo, vômitos, tosse, diarreia e rápido emagrecimento. Na fase crônica, a mais grave, os sintomas são o aumento do abdômen e de órgãos como fígado e baço, hemorragias ao defecar, fadiga, cólica, prisão de ventre, cirrose e o aparecimento de ínguas em diversas partes do corpo. Segundo a Organização Mundial de Saúde, as esquistossomoses são consideradas o segundo maior problema de saúde pública em todo o mundo, ficando atrás apenas da malária.

Por: Keila Maia (CPqRR/Fiocruz Minas)

O Instituto Oswaldo Cruz (IOC/Fiocruz) realizou os primeiros sequenciamentos completos do genoma de amostras do vírus da febre amarela referentes ao atual surto da doença no Brasil. Foram investigadas duas amostras de macacos oriundos do Espírito Santo, mortos em final de fevereiro de 2017. A análise apontou que os microrganismos pertencem ao subtipo genético conhecido como linhagem Sul Americana 1E, que é predominante no país desde 2008.

No entanto, a partir da análise da sequência completa do genoma do vírus foi possível constatar a presença de variações em sequências genéticas que estão associadas a proteínas envolvidas na replicação viral. Não há registro anterior dessas mutações na literatura científica mundial. Os pesquisadores envolvidos na descoberta reforçam que os impactos para a saúde pública ainda precisam ser investigados e apontam para a necessidade de se avaliar mais amostras, relativas a locais diferentes e incluindo casos em humanos, macacos e mosquitos.

Os resultados das análises foram divulgados na revista científica Memórias do Instituto Oswaldo Cruz. Os dados foram comunicados pela Presidência da Fiocruz ao Departamento de Vigilância das Doenças Transmissíveis do Ministério da Saúde. Adicionalmente, dados ainda não publicados apontam os mesmos resultados para a análise de mosquitos coletados no Espírito Santo e para um macaco que veio a óbito no Estado do Rio de Janeiro.

O estudo partiu de uma constatação que vem ganhando cada vez mais espaço: a atual situação de febre amarela no país conta com lacunas de entendimento sobre sua dinâmica de dispersão. O surto é o mais severo das últimas décadas, e a doença tem se espalhado de forma rápida, com epizootias e casos humanos diagnosticados inclusive em locais considerados livres do agravo há quase 70 anos.

Os pesquisadores do Laboratório de Biologia Molecular de Flavivírus e do Laboratório de Mosquitos Transmissores de Hematozoários do IOC se dedicaram a buscar evidências que possam contribuir para esclarecer uma pergunta importante: existe algo de diferente no vírus da febre amarela que está circulando atualmente? “Nesse momento, o compromisso de cada um de nós, pesquisadores, deve ser de gerar conhecimento na sua área de especialidade e compartilhar essas descobertas, de forma acelerada, para que possamos contribuir para preencher um mosaico de evidências que permita ajudar a explicar o cenário atual”, afirma a pesquisadora Myrna Bonaldo, chefe do Laboratório de Biologia Molecular de Flavivírus do IOC, que coordenou o estudo com o pesquisador Ricardo Lourenço, chefe do Laboratório de Mosquitos Transmissores de Hematozoários do IOC. Ambos integram a Sala de Situação para Febre Amarela Silvestre criada pela Presidência da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz).

Origem das amostras sequenciadas

Em uma colaboração com a Secretaria de Vigilância em Saúde do Ministério da Saúde (SVS), o Laboratório de Mosquitos Transmissores de Hematozoários vem atuando na coleta de amostras de primatas e mosquitos em locais estratégicos para o estudo do risco de transmissão e de re-emergência do ciclo urbano da febre amarela. Foi neste contexto que, em final de fevereiro de 2017, o grupo coletou sangue de dois macacos bugios (da espécie Alouatta clamitans) que adoeceram em uma área de mata no Espírito Santo, confirmou a infecção pelo vírus e obteve o material genético para o sequenciamento do genoma.

“Os bugios são especialmente importantes nas investigações sobre a febre amarela por serem considerados ‘sentinelas’: como são muito vulneráveis ao vírus, estão entre os primeiros a morrer quando afetados pela doença. Além disso, estes animais amplificam eficientemente o vírus em seu organismo, favorecendo a infecção de mosquitos que habitam as matas e a disseminação da transmissão silvestre, na qual os seres humanos são infectados acidentalmente. Por isso, sua morte dispara um alerta para a possível presença do vírus em uma localidade”, descreve Ricardo, que combina as experiências como veterinário e entomologista.

As coletas foram realizadas por Filipe Abreu, estudante de pós-graduação em Biologia Parasitária do IOC, que atua na equipe liderada por Ricardo. “Como há décadas não se registrava febre amarela na mata atlântica, pensei que não veria suas consequências na prática. Foi um enorme aprendizado ter a oportunidade de visualizar e trabalhar, em campo, com objeto de estudo da minha tese”, o jovem biólogo comenta. [Conheça as atividades desenvolvidas pelo grupo em Casimiro de Abreu, município onde foi registrado o primeiro óbito pela doença no Estado do Rio de Janeiro].

Análise do genoma do vírus

Após a extração do material genético (RNA) das amostras, foi realizado o processo de sequenciamento completo do genoma, atividade que contou com o apoio da Plataforma Tecnológica de Sequenciamento de DNA do IOC. As análises apontam para três principais evidências. Como primeira evidência, foi observada 100% de identidade entre as sequências genéticas dos vírus presentes nos animais – ou seja: os vírus tinham sequências genéticas idênticas.

A segunda evidência foi a constatação da presença de modificações no código genético dos vírus. Essas mutações foram identificadas quando a sequência genética completa obtida foi comparada à sequência genética completa de vírus relacionados a surtos ocorridos desde a década de 1980 no Brasil e na Venezuela, país onde a linhagem Sul Americana 1E também é predominante. Para a comparação, foram usados bancos de dados internacionais dedicados ao depósito de sequências genéticas. “As modificações que observamos são inéditas, não estão descritas em achados anteriores”, Myrna detalha.

A terceira evidência foi obtida na análise das proteínas virais, em um passo seguinte à constatação de mudanças na sequência genética. “De forma muito simplificada, o genoma é um código que tem o papel de orientar a produção de proteínas. Essas proteínas são a base da própria estrutura do vírus, formando seus elementos constitutivos, como as paredes do vírus, por exemplo. Podemos comparar o genoma a um roteiro: o vírus tem um repertório de proteínas que são fabricadas a partir da informação do genoma. Algumas mudanças genéticas não impactam as proteínas do vírus. Por isso, é importante observar se as variações genéticas poderiam modificar o repertório das proteínas fabricadas”, descreve a virologista molecular, que é especialista em flavivírus, grupo dos vírus dengue, Zika e febre amarela.

Tendo em vista que foram verificadas modificações na composição de proteínas importantes para a replicação viral, os pesquisadores consideram que é possível haver uma vantagem seletiva, refletindo-se na capacidade de infecção e disseminação do vírus. Entretanto, novas pesquisas são fundamentais para determinar se essas modificações no genoma são específicas dos microrganismos envolvidos no surto atual. “Nesse momento, estamos buscando amostras de genoma do vírus da febre amarela oriundas de diferentes hospedeiros – incluindo seres humanos, macacos e mosquitos – e de diversificadas origens geográficas – especialmente no Sudeste do Brasil, onde a epidemia tem sido mais intensa – para compreender melhor esse fenômeno”, informa Ricardo.

Sobre um possível impacto para a vacina disponível, os pesquisadores explicam que o imunizante adotado atualmente protege contra genótipos diferentes do vírus, incluindo o sul americano e o africano. Além disso, as alterações detectadas no estudo não afetam as proteínas do envelope do vírus, que são centrais para o funcionamento da vacina. Eles ressaltam que as sequências genéticas completas dos vírus analisados no estudo já foram publicadas no GenBank, de modo a estarem disponíveis para comparações que possam ser realizadas por outros cientistas do Brasil e do mundo.

Fonte: IOC/Fiocruz

Foto: Gutemberg Brito (IOC/Fiocruz)