Virologia

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Os coronavírus são encontrados numa variedade de animais e humanos. Estes vírus encapsulados contêm uma cadeia simples de RNA de sentido positivo. Os virões são quase esféricos, com a glicoproteína spike (S) envolta no invólucro. Proteínas estruturais adicionais incluem o invólucro (E), a matriz (M), e nucleocápsido (N).

A família Coronaviridae inclui 4 géneros, alfa-, beta-, delta- e gammacoronavirus, bem como vários subgéneros e espécies. A análise filogenética do genoma dos coronavírus revelou que o SARS-CoV-2 é um novo membro do género betacoronavírus, que inclui a Síndrome de Dificuldade Respiratória Aguda por coronavírus (SARS-CoV), Síndrome Respiratória do Médio Oriente (MERS-CoV), coronavírus SARS de morcegos (SARSr-CoV), como também outros identificados nos humanos e em diversas espécies animais. Transmissão intra e inter espécie de CoVs e eventos de recombinação genética  contribuíram para a emergência de novas estirpes de CoV.

O SARS-CoV-2 é taxonomicamente relacionado com o subgénero Sarbecoviru, em conjunto com o SARS-CoV e o coronavírus SARS de morcegos. A sequenciação genómica mostrou que o SARS-CoV-2 está intimamente relacionado com os betacoronavirus detetados nos morcegos, mas distinto do SARS-CoV.

 

Principais artigos na Taxonomia

Uma declaração de consenso definiu o lugar do SARS-CoV-2 (previamente nominado de 2019-nCoV) dentro da família Coronaviridae.

Estudo do Grupo Coronaviridae da Comissão Internacional de Taxonomia dos vírus. As espécies de coronavírus relacionadas com a Síndrome Respiratória Aguda: classificação 2019-nCoV e defini-lo de SARS-CoV-2.

Nat Microbiol. 2020 Apr;5(4):536-544. PubMed: https://pubmed.gov/32123347. Full-text: https://doi.org/10.1038/s41564-020-0695-z

 

A análise de 56 sequências genómicas de diferentes doentes mostraram uma sequência de alta similaridade (>99%). Algumas regiões de variabilidade genómica existem, principalmente no locus ORF8 (codificação de proteínas acessórias).

Ceraolo C, Giorgi FM. Genomic variance of the 2019-nCoV coronavirus. J Med Virol. 2020 May;92(5):522-528. PubMed: https://pubmed.gov/32027036. Full-text: https://doi.org/10.1002/jmv.25700

 

Sequências genómicas completas de 5 doentes numa fase inicial do surto mostrou que 79.6% de sequência idêntica ao SARS-CoV e 96% ao coronavírus do morcego.

Zhou P, Yang XL, Wang XG, et al. A pneumonia outbreak associated with a new coronavirus of probable bat origin. Nature. 2020 Mar;579(7798):270-273. PubMed: https://pubmed.gov/32015507. Fulltext: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2012-7

 

Principais artigos na origem e hospedeiros

Uma revisão evidenciou notáveis traços genómicos do SARS-CoV-2, em comparação com alfa- e betacoronavírus. Estudos sobre origem mostram, claramente, que o vírus não foi criado em laboratório nem foi propositadamente manipulado.

Andersen KG, Rambaut A, Lipkin WA, Holmes EC, Garry RF. The proximal origin of SARS-CoV-2. Nature Medicine. Published: 17 March 2020. Fulltext: https://www.nature.com/articles/s41591-020-0820-9

 

O SARS-CoV e o MERS-CoV tiveram uma provável origem nos morcegos, ambos pela transmissão entre espécies até infetar humanos através de diferentes hospedeiros intermediários.

Cui J, Li F, Shi ZL. Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol. 2019 Mar;17(3):181-192. PubMed: https://pubmed.gov/30531947. Full-text: https://doi.org/10.1038/s41579-018-0118-9

 

Será que os Pangolins da Malásia são os hospedeiros intermediários? A sequenciação metagenómica identificou coronavírus correlacionados com os Pangolins, incluindo um com domínios nos recetores de ligação similares ao SARS-CoV-2.

Lam TT, Shum MH, Zhu HC, et al. Identifying SARS-CoV-2 related coronaviruses in Malayan pangolins. Nature. 2020 Mar 26. pii: 10.1038/s41586-020-2169-0. PubMed: https://pubmed.gov/32218527. Fulltext: https://doi.org/10.1038/s41586-020-2169-0

 

Este estudo sugeriu que a espécie de Pangolim é um reservatório natural de coronavírus tipo SARS-CoV-2. O Pangolim-CoV foi 91.0% e 90.6% idêntico ao SARS-CoV-2 e MorcegoCoVraTG13, respetivamente.

Zhang T, Wu Q, Zhang Z. Probable Pangolin Origin of SARS-CoV-2 Associated with the COVID-19 Outbreak. Curr Biol. 2020 Mar 13. pii: S0960-9822(20)30360-2. PubMed: https://pubmed.gov/32197085. Fulltext: https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.03.022

 

Principais artigos sobre a estabilidade e transmissão do vírus

Um artigo importante sobre a estabilidade do SARS-CoV-2, que foi idêntica ao SARS-CoV-1, indicou que as diferenças na epidemia possam dever-se a outros fatores e que a transmissão por aerossóis e fómitos de SARS-CoV-2 é plausível. O vírus consegue manter-se viável e infecioso nos aerossóis por horas e nas superfícies por dias (dependendo da quantidade de inóculo).

van Doremalen N, Bushmaker T, Morris DH, et al. Aerosol and Surface Stability of SARS-CoV-2 as Compared with SARS-CoV-1. N Engl J Med. 2020 Mar 17. PubMed: https://pubmed.gov/32182409. Fulltext: https://doi.org/10.1056/NEJMc2004973

 

Um importante trabalho na estabilidade do SARS-CoV-2 mostra que o vírus era altamente estável a 4ºC (sem substancial redução ao dia 14) mas sensível ao calor (70ºC: inativo em 5 min, 56ºC: 30 min, 37ºC: 2 dias). Também depende da superfície: Nenhum vírus infecioso podia ser recuperado da impressão e papéis de tecido passado 3 horas, de madeira tratada e roupas ao dia 2, de vidro e notas ao dia 4, de aço inoxidável e plástico ao dia 7. Surpreendentemente, um nível detetável de vírus infecioso (~0.1% do inóculo original) podia estar presente na superfície externa das máscaras cirúrgicas ao dia 7.

Chin AW, Chu JT, Perera MR, et al. Stability of SARS-CoV-2 in different environmental conditions.The Lancet Microbe 2020, April 02. DOI:https://doi.org/10.1016/S2666-5247(20)30003-3. Full-text: https://www.thelancet.com/journals/lanmic/article/PIIS2666-5247(20)30003-3/fulltext

 

Um importante estudo de Hong Kong (feito em 2013-16) quantificou o vírus nas partículas respiratórias e aerossóis no ar expirado. No total, 111 participantes (infetados com coronavírus sazonal, influenza e rhinovirus) foram randomizados para usar e não usar máscara cirúrgica simples facial. Os resultados sugerem que as máscaras podem ser usadas em doentes para reduzir a transmissão ao seu redor. Nas partículas respiratórias, o coronavírus sazonal foi detetado em 3/10 (aerossóis: 4/10) amostras colhidas sem máscara facial, mas em 0/11 (0/11) de participantes a usarem máscara. Vírus influenza foram detetados em 6/23 (8/23) sem máscara, quando comparados 1/27 (aerossóis 6/27) com máscara. Para o rhinovírus, não existiu diferenças significativas. Para nota, autores também identificaram o vírus em alguns participantes que não tossiram durante 30 min na colheita de ar exalado, sugerindo que as vias de transmissão de partículas e aerossóis de indivíduos sem sinais e sintomas óbvios.

Leung NH, Chu Dk, Shiu EY. Respiratory virus shedding in exhaled breath and efficacy of face masks. Nature Med 2020, April 3. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0843-2

 

Principais artigos sobre as proteínas spike e a entrada na célula

A identificação de um peculiar sítio de clivagem tipo-furina da proteína Spike do SARS-CoV-2, ausente nos outros CoVs semelhantes à SARS. Existe uma potencial implicação no desenvolvimento de anti-víricos.

Coutard B, Valle C, de Lamballerie X, Canard B, Seidah NG, Decroly E. The spike glycoprotein of the new coronavirus 2019-nCoV contains a furin-like cleavage site absent in CoV of the same clade. Antiviral Res. 2020 Apr;176:104742. PubMed: https://pubmed.gov/32057769. Fulltext: https://doi.org/10.1016/j.antiviral.2020.104742

 

Este trabalho mostra como acontece a entrada do vírus. O SARS-CoV-2 usa o recetor do SARS-CoV ECA2 para a entrada e a serina protéase TMPRSS2 para o priming da proteína S. Adicionalmente, os soros dos doentes convalescentes com SARS neutralizam de forma cruzada à entrada derivada por SARS-2-S.

Hoffmann M, Kleine-Weber H, Schroeder S, et al. SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor. Cell. 2020 Mar 4. pii: S0092-8674(20)30229-4. PubMed: https://pubmed.gov/32142651. Fulltext: https://doi.org/10.1016/j.cell.2020.02.052

 

Mais sobre a entrada do vírus e a neutralização-cruzada (limitada) entre SARS-CoV e SARS-CoV-2.

Ou X, Liu Y, Lei X, et al. Characterization of spike glycoprotein of SARS-CoV-2 on virus entry and its immune cross-reactivity with SARS-CoV. Nat Commun. 2020 Mar 27;11(1):1620. PubMed: https://pubmed.gov/32221306. Fulltext: https://doi.org/10.1038/s41467-020-15562-9

 

Usando a microscopia crio-eletrão, mostrou-se como o SARS-CoV-2 se liga às células humanas. O primeiro passo na entrada viral é a ligação da proteína viral trimérica Spike aos recetores humanos da enzima angiotensina-aldosterona 2 (ECA2). Os autores apresentam a estrutura da ECA2 humana num complexo com uma proteína de membrana que ela acompanha, a B0AT1. A estrutura dá a base para o desenvolvimento de terapêuticas dirigidas para esta interação crucial.

Yan R, Zhang Y, Li Y, Xia L, Guo Y, Zhou Q. Structural basis for the recognition of SARS-CoV-2 by full-length human ACE2. Science. 2020 Mar 27;367(6485):1444-1448. PubMed: https://pubmed.gov/32132184. Full-text: https://doi.org/10.1126/science.abb2762

 

A descrição das radiografias da principal protéase (Mpro, 3CLpro) do SARS-CoV-2 é essencial para o processamento de glicoproteínas que traduzem o RNA viral. O complexo Mpro e uma protease inibidora otimizada α-cetoamida é também descrito.

Zhang L, Lin D, Sun X, et al. Crystal structure of SARS-CoV-2 main protease provides a basis for design of improved alpha-ketoamide inhibitors. Science. 2020 Mar 20. PubMed: https://pubmed.gov/32198291. Fulltext: https://doi.org/10.1126/science.abb3405

 

Para elucidar a interação do SARS-CoOV-2 RBD e a ECA2 numa maior resolução/ nível atómico, autores usaram a cristalografia. A forma de ligação foi similar ao SARS-CoV, apoiando uma evolução convergente de ambos os vírus. Os epítotos de 2 anticorpos SARS-CoV-2 RBD, dando uma visão dentro da futura identificação de reação-cruzada de anticorpos.

Lan J, Ge J, Yu J, et al. Structure of the SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain bound to the ACE2 receptor. Nature. Published: 30 March 2020. Full-text: https://www.nature.com/articles/s41586-020-2180-5

 

Um importante estudo na entrada viral, usando uma rápida e custo-efetiva plataforma com permissão para grandes grupos de testes funcionais de vírus com potencial zoonótico. O processamento de protéase do hospedeiro durante a entrada viral é uma barreira significativa para diversas linhagens de vírus B. No entanto, transpondo esta barreira permite a diversos coronavírus de entrarem nas células humanas por um recetor desconhecido.

Letko M, Marzi A, Munster V. Functional assessment of cell entry and receptor usage for SARS-CoV-2 and other lineage B betacoronaviruses. Nat Microbiol. 2020 Apr;5(4):562-569. PubMed: https://pubmed.gov/32094589. Full-text: https://doi.org/10.1038/s41564-020-0688-y

 

Quão bem o SARS-CoV-2 reconhece a ECA2? Melhor que outros coronavírus. Comparando o SARS-CoV e RaTG13 (isolado de morcegos), a afinidade da ligação à ECA é maior. Epítotos funcionalmente importantes do SARS-CoV-2 RBM são descritos que podem potencialmente atingir a neutralização de anticorpos.

Shang J, Ye G, Shi K. Structural basis of receptor recognition by SARS-CoV-2. Nature 2020, March 30. https://doi.org/10.1038/s41586-020-2179-y

 

Outros artigos importantes

Um modelo de hamster prontamente disponível como uma importante ferramenta para o estudo da transmissão, patogénese, tratamento e vacinação contra o SARS-CoV-2.

Chan JF, Zhang AJ, Yuan S, et al. Simulation of the clinical and pathological manifestations of Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) in golden Syrian hamster model: implications for disease pathogenesis and transmissibility. Clin Infect Dis. 2020 Mar 26. PubMed: https://pubmed.gov/32215622. Fulltext: https://doi.org/10.1093/cid/ciaa325