Estudo identifica quase 55 mil vírus em cidades e revela milhares de espécies desconhecidas

Um estudo internacional identificou quase 55 mil espécies de vírus de RNA em ambientes urbanos e periurbanos de 102 cidades de 31 países, incluindo São Paulo. Do total de 54.945 espécies catalogadas, cerca de 77% nunca haviam sido descritas pela ciência.

Os resultados foram publicados em julho na revista Nature Communications e deram origem ao UPVAtlas, sigla em inglês para Atlas de Vírus de RNA Urbanos e Periurbanos. O levantamento analisou 2.922 amostras coletadas em locais como estações de transporte, hospitais, redes de esgoto, superfícies de uso frequente, solo, sedimentos e água doce.

A pesquisa foi realizada por uma equipe internacional com participação de cientistas brasileiros. O objetivo foi ampliar o conhecimento sobre a diversidade dos vírus de RNA, grupo que inclui agentes causadores de doenças como dengue, zika, gripe, febre amarela e covid-19.

Segundo Antônio Pedro Camargo, professor do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP) e um dos autores do estudo, pesquisas que procuram vírus a partir de doenças podem deixar de lado uma parcela significativa dos microrganismos que não provocam enfermidades conhecidas.

“Quando você procura um vírus a partir de uma doença, já existe um viés, porque todos os vírus que não causam doenças acabam sendo ignorados”, explicou o pesquisador. Segundo ele, a análise ampla das amostras permite obter uma visão mais abrangente da diversidade viral.

Amostras coletadas em cidades

A maior parte das amostras, 1.862 das 2.922 analisadas, foi obtida pelo consórcio MetaSUB, que pesquisa o microbioma de ambientes urbanos. As coletas foram realizadas entre março e julho de 2020, durante a pandemia de covid-19.

Os pesquisadores utilizaram cotonetes para coletar material de superfícies de contato frequente, como corrimãos, bancos e máquinas de bilhetes. As demais amostras vieram de um banco público de dados de sequenciamento e incluíram materiais de ambientes próximos às cidades, como solo, sedimentos, água doce, esgoto e estufas.

Para identificar os vírus presentes nas amostras, os cientistas utilizaram a metatranscriptômica, técnica que permite sequenciar simultaneamente as moléculas de RNA encontradas em determinado material.

Em vez de separar cada microrganismo individualmente, o método analisa todo o conjunto de RNA presente na amostra. O processo produz milhões de fragmentos de material genético, que precisam ser classificados para determinar sua origem.

A identificação dos fragmentos contou com o auxílio do geNomad, ferramenta de bioinformática desenvolvida por Camargo. O programa permite analisar grandes volumes de sequências genéticas e identificar quais delas correspondem a genomas virais.

Novos grupos de vírus

Para estabelecer relações entre os vírus encontrados, os pesquisadores compararam sequências de uma enzima presente nos vírus de RNA, a RdRP, responsável pela replicação viral.

Algumas das sequências apresentaram diferenças tão grandes em relação aos vírus já conhecidos que os cientistas propuseram novas categorias para classificá-las. Foram sugeridos dois novos filos, uma classe e diversos outros agrupamentos ainda sem classificação.

Os pesquisadores, porém, ressaltam que essas classificações são preliminares e precisam de novas evidências para serem formalmente confirmadas.

O levantamento também indicou que a diversidade viral encontrada representa apenas uma parcela do que existe nos ambientes analisados. As curvas de acumulação de espécies não apresentaram estabilização na maioria dos tipos de amostra, indicando que novas coletas provavelmente revelarão outros vírus ainda desconhecidos.

Maioria não tem relação conhecida com humanos

A identificação de milhares de vírus desconhecidos não significa que as cidades estejam repletas de novos agentes capazes de provocar doenças em seres humanos.

Os pesquisadores conseguiram sugerir um possível hospedeiro para apenas cerca de um terço das sequências identificadas. Nesse grupo, mais da metade corresponde a vírus que infectam bactérias, conhecidos como bacteriófagos.

Uma parcela menor apresentou potencial para infectar vertebrados. Ao comparar os resultados com a base VIRION, que reúne associações conhecidas entre vírus e vertebrados, os cientistas identificaram 60 vírus com alta probabilidade de infectar seres humanos e outros 47 associados a mamíferos.

O estudo também encontrou 166 bacteriófagos relacionados à infecção de quatro linhagens do grupo ESKAPE, que reúne bactérias de importância clínica, entre elas Staphylococcus aureus. A descoberta pode contribuir para pesquisas sobre fagoterapia, estratégia que utiliza bacteriófagos para combater bactérias causadoras de doenças.

Esgoto se destaca pela diversidade

A diversidade viral variou de acordo com o ambiente analisado. Superfícies urbanas, como ruas, bancos, estações e lojas, apresentaram menor diversidade do que ambientes naturais, como solo e sedimentos.

O esgoto foi uma exceção e apresentou uma das maiores diversidades virais observadas no estudo. Para os pesquisadores, o resultado reforça o potencial desse tipo de amostra para a vigilância ambiental.

Entre as amostras coletadas em hospitais, São Paulo e Islamabad, no Paquistão, apresentaram maior abundância de vírus pertencentes a famílias patogênicas para vertebrados do que Baltimore, nos Estados Unidos, e Seul, na Coreia do Sul.

Os pesquisadores, no entanto, alertam que os dados não permitem estabelecer uma relação direta entre a localização e a presença desses vírus. Segundo Camargo, diferenças na amostragem podem explicar parte dos resultados. O estudo também aponta que alguns países foram representados por apenas um tipo de ambiente, o que dificulta comparações.

Atlas pode ajudar no monitoramento

Ao reunir informações sobre vírus encontrados em diferentes cidades e ambientes, o UPVAtlas cria uma base que poderá ser utilizada em pesquisas futuras. O catálogo pode permitir, por exemplo, comparar a diversidade viral de uma cidade ao longo dos anos e investigar como essas comunidades se modificam conforme o ambiente e a localização.

Para os pesquisadores, mapear essa diversidade é importante porque os vírus estão em constante evolução. A capacidade de infectar organismos depende justamente da possibilidade de os vírus se reproduzirem nas células de seus hospedeiros.

O estudo, portanto, amplia o conhecimento sobre uma parcela ainda pouco explorada da biodiversidade e oferece uma base para futuras pesquisas sobre a evolução dos vírus, seus possíveis hospedeiros e o monitoramento de ambientes urbanos.