Uma pesquisa do Instituto Butantan publicada na revista Nature Communications apresenta pela primeira vez uma caracterização abrangente do poliomavírus Malawi em amostras respiratórias de crianças no Estado de São Paulo, em um estudo inédito no Brasil e na América Latina.
Um estudo anterior realizado durante o pico da pandemia de Covid-19 mostrou detecção ocasional do vírus Malawi em amostras respiratórias de crianças, o que motivou uma investigação mais aprofundada de suas características genéticas e biológicas. Embora a relevância clínica deste poliomavírus ainda não esteja bem estabelecida, aspectos de seu comportamento e de sua diversidade genética permanecem pouco conhecidos pela ciência.
Como parte da rede estadual de monitoramento do SARS-CoV-2 (vírus causador da Covid-19), a equipe do Centro de Vigilância Viral e Avaliação Sorológica (CeVIVAs) do Instituto Butantan realizou análises de metagenômica não-direcionada em amostras clínicas negativas para o vírus pandêmico, analisadas durante a onda da variante ômicron no estado de São Paulo. Essa abordagem permitiu investigar outros vírus presentes nas amostras e levou à identificação ocasional do poliomavírus Malawi.
A metagenômica não direcionada funciona como um “super-raio-X genético”: em vez de procurar apenas um vírus específico, como nos exames tradicionais, ela permite identificar o material genético de diferentes microrganismos presentes em uma amostra. Para a surpresa dos pesquisadores, em algumas amostras de crianças com resultado negativo para SARS-CoV-2, os pesquisadores identificaram o poliomavírus Malawi (MWPyV, na sigla em inglês), um vírus pouco estudado, cuja circulação no Brasil era pouco conhecida. A detecção motivou uma investigação mais aprofundada de suas características genéticas e biológicas.
Como explica o pesquisador científico Svetoslav Nanev Slavov, integrante do CeVIVAS e coordenador do estudo, a constatação de que o vírus estava circulando motivou o aprofundamento das investigações.
“A literatura mundial e a brasileira eram muito escassas em informações sobre esse agente viral e percebendo essa lacuna, decidimos realizar uma investigação epidemiológica e genômica mais robusta”, afirma.
Determinados a responder como o vírus se comporta na população pediátrica, o grupo idealizou um projeto focado na caracterização epidemiológica, molecular e ultraestrutural (analisados por microscopia eletrônica) do MWPyV no grupo onde ocorre a infecção primária. A abordagem multidisciplinar permitiu construir uma caracterização abrangente do vírus integrando informações sobre o seu material genético e sua estrutura, em um trabalho que reuniu especialistas de diferentes instituições.
“Foi um trabalho que exigiu muito esforço coletivo, desde a viabilização da coleta de amostras no Departamento de Pediatria da FMRP-USP e a realização dos experimentos até a análise dos resultados e a elaboração do artigo. O mais importante foi demonstrar que a união faz a força. Conseguimos integrar a expertise do Instituto Butantan e de parceiros externos nas áreas de pediatria, diagnóstico clínico e microscopia eletrônica e trabalhamos em estreita colaboração, complementando conhecimentos e técnicas, o que foi fundamental para alcançar um resultado científico robusto”, destaca Svetoslav.
A pesquisa contou com apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação Butantan.
As origens do poliomavírus Malawi
Por mais de três décadas, a ciência conhecia apenas dois poliomavírus capazes de infectar seres humanos: o vírus BK e o vírus JC. Ambos são muito comuns na população e costumam ficar “adormecidos” no organismo, mas podem reativar e causar graves complicações em pessoas com o sistema imunológico enfraquecido, como rejeição de transplante renal (no caso do BK) ou lesões neurológicas graves em pacientes com HIV, geralmente não aderindo ao tratamento (no caso do JC).
O nome científico vem do grego poly (muitos) e oma (tumores), em referência a capacidade do primeiro vírus desse grupo, identificado na década de 1950, de provocar tumores em diferentes tecidos de roedores. Durante décadas, apenas dois poliomavírus humanos foram conhecidos. A partir de 2007, os avanços nas tecnologias de sequenciamento e nas ferramentas de análise molecular permitiram identificar diversas outras espécies, elevando pelo menos 14 o número de poliomavírus humanos descritos na literatura científica.
O poliomavírus Malawi foi identificado pela primeira vez em 2012, a partir de uma amostra de fezes de uma criança saudável no Malawi, África, e posteriormente detectado em amostras clínicas na cidade de Saint Louis, nos Estados Unidos.
Trata-se de um vírus muito pequeno, envolto por capsídeo proteico, estrutura que protege seu genoma DNA de fita dupla. Estudos sorológicos indicam que a exposição ao MWPyV é relativamente comum e pode ocorrer ainda na infância, embora as estimativas de soroprevalência variem entre as populações estudadas. Até então, porém, pouco se sabia sobre sua circulação em crianças brasileiras, sua diversidade genética, além do possível papel no desenvolvimento de doenças.
A busca do vírus em 233 crianças paulistas
Para descobrir o comportamento do vírus no Brasil, a biomédica Thuany Daniel Pereira, sob orientação de Svetoslav Slavov em parceria com o pediatra e professor Carlos Alberto Scrideli e da pediatra Gabriela Altizani, ambos do HC-FMRP-USP, realizou um trabalho de coleta em 233 crianças de um mês a 18 anos de idade no Departamento de Pediatria do Hospital das Clínicas de Ribeirão Preto, onde atua na equipe científica.
As amostras foram coletadas com cotonete próprio para exames (swab), passando suavemente pela bochecha de cada criança. Este procedimento é rápido e minimamente invasivo. As coletas foram realizadas somente após a autorização de um responsável legal pela criança, e depois de aprovação do Comitê de Ética em Pesquisa do HC-FMRP-USP.
Os exames de laboratório revelaram que 18 das 233 crianças (7,7%) estavam positivas para MWPyV e que 94,4% das infecções se concentravam em crianças com menos de 3 anos de idade. Além disso, os testes realizados indicaram baixa quantidade de material genético do vírus nas amostras. Mais da metade das crianças não apresentava sintomas no momento da coleta.
“Acredita-se que a infecção ocorra nos primeiros anos de vida, pela garganta ou contato direto com fezes contaminadas. Ainda não sabemos se esse vírus pode causar doenças ou se faz parte dos vírus que convivem com o organismo nessa fase da vida sem provocar problemas. Nossas observações indicam que a presença do vírus nas amostras era baixa e que a infecção pode ocorrer sem causar sintomas”, explica Svetoslav.
Os olhos da microscopia eletrônica
Visualizar partículas de um vírus diretamente em amostras coletadas da boca, sem precisar cultivá-lo previamente em laboratório, é um desafio para a virologia, especialmente quando há poucas partículas virais e muitos outros componentes na amostra. Foi esse desafio que a equipe do Instituto Butantan enfrentou em colaboração com os virologistas Tiago Souza Salles, do CeVIVAS, e Lúcio Ayres Caldas, do Centro de Pesquisa em Medicina de Precisão da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ).
Utilizando um microscópio eletrônico de transmissão, Lúcio Caldas identificou partículas com formato e dimensões compatíveis com os poliomavírus, além de estruturas correspondentes a capsídeos, fragmentos de proteínas que envolvem o material genético viral. As imagens forneceram evidências visuais que complementaram os resultados das análises moleculares, reforçando a identificação do poliomavírus Malawi nas amostras das crianças.
Bioinformática e uma recombinação rara
Enquanto as partículas virais eram analisadas por microscopia eletrônica, a equipe de bioinformática do Instituto Butantan investigava o material genético do vírus. Com o auxílio de tecnologias avançadas de sequenciamento, os pesquisadores obtiveram a sequência completa do genoma do poliomavírus Malawi em seis amostras e sequências parciais em uma sétima.
Para descobrir como o vírus identificado no Brasil se relaciona com as linhagens que circulam em outros países, os bioinformatas do CeVIVAs e do Laboratório do Ciclo Celular do Instituto Butantan Alex Ranieri Jerônimo Lima, Gabriel Montenegro de Campos, Vinícius Carius de Souza e Isabela Carvalho Brcko construíram uma espécie de “árvore de parentesco” do MWPyV, o que tecnicamente é chamado de árvore filogenética.
A análise genética mostrou que a maioria das amostras brasileiras pertence ao genótipo I do poliomavírus Malawi, que é predominante mundialmente e agrupou-se evolutivamente com sequências virais identificadas na Austrália, China e Estados Unidos. Uma das amostras, identificada como MWPyV105, apresentou uma posição distinta na árvore evolutiva, sugerindo uma maior divergência genética em relação às demais sequências analisadas. Esse resultado destaca a diversidade genética do vírus e aponta para a necessidade de novos estudos para compreender melhor sua evolução e distribuição geográfica.
Uma surpresa do estudo surgiu na análise do genoma de outra amostra (MWPyV57), pertencente ao genótipo 3. Ao examiná-la com um programa especializado, o bioinformata Alex Ranieri identificou um sinal de recombinação genética. Isso significa que esse vírus específico funcionava como um verdadeiro “mosaico genético”, tendo juntado pedaços de duas famílias virais diferentes. Essa descoberta evidencia a complexidade de evolução dos poliomavírus e amplia o conhecimento sobre a diversidade genética desses vírus pouco estudados.
O achado chamou a atenção dos pesquisadores porque a recombinação genética é considerada um evento incomum entre os poliomavírus. Inicialmente, a equipe teve dúvidas sobre o resultado, mas análises adicionais realizadas por Alex Ranieri confirmaram que a amostra MWPyV57 apresentava um genoma formado por segmentos de dois genótipos diferentes.
Os pesquisadores também investigaram se essa troca de material genético poderia afetar o funcionamento do vírus. Para isso, Vinícius Carius utilizou o AlphaFold 3, ferramenta de inteligência artificial capaz de prever a estrutura tridimensional de proteínas. A análise mostrou que, apesar das alterações no DNA, a sequência de aminoácidos e a estrutura da proteína T-antígeno grande (Large T Antigen), essencial para a replicação viral, permaneceram inalteradas.
Assim, o estudo revelou que a recombinação genética ocorreu sem modificar uma das principais proteínas utilizadas pelo vírus para se multiplicar, oferecendo novas informações sobre a evolução e a diversidade genética dos poliomavírus.
Vigilância genômica e Saúde Única: preparando o país para o futuro
Além de ampliar o conhecimento sobre um vírus pouco estudado, a pesquisa reforça a importância sobre a atuação do Instituto Butantan no contexto da Saúde Única ou Uma Só Saúde (One Health), abordagem que reconhece a interconexão entre as saúdes humana, animal e ambiental.
A vigilância genômica de vírus pouco conhecidos permite identificar sua diversidade genética, compreender a evolução e ampliar a capacidade científica de detectar e investigar possíveis ameaças emergentes. Esse conhecimento é fundamental para o fortalecimento do país diante de futuros desafios em saúde pública.
Segundo Svetoslav Slavov, os resultados do estudo sobre o poliomavírus Malawi contribuem para consolidar a infraestrutura científica brasileira e ampliar as possibilidades de pesquisa e vigilância de agentes virais emergentes e reemergentes.
“Não devemos esperar uma nova pandemia acontecer para começar a estudar os vírus. Existe um antigo ditado budista cambojano que diz que “conhecer vem de aprender; encontrar vem de procurar”. Foi exatamente isso que fizemos: procuramos e caracterizamos esse vírus, ampliando o conhecimento científico sobre ele e fortalecendo uma rede de colaboração que poderá contribuir para enfrentar desafios futuros”, conclui.
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Com informações do Governo de São Paulo
