Explicado: mutações Covid-19, principais variantes e eficácia das vacinas

As cepas mutantes da Covid-19 agora continuam sendo uma preocupação principal, com um vírus em evolução contínua trazendo novos desafios e muitos países relatando um aumento nas infecções revolucionárias entre pessoas totalmente vacinadas.

Teste de residentes da Giriraj Housing Society em Seawoods. (Foto expressa de Amit Chakravarty)

O vírus Covid-19 sofreu milhares de mutações desde que foi identificado pela primeira vez, com algumas delas dando origem a variantes que evitam anticorpos com mais sucesso e contribuindo para um aumento nas infecções. As cepas mutantes agora continuam sendo uma preocupação principal, com um vírus em evolução contínua trazendo novos desafios e muitos países relatando um aumento nas infecções de ruptura entre pessoas totalmente vacinadas.

Classificação de cepas de Covid mutantes

É natural que todos os vírus sofram mutações ao longo do tempo e essas alterações são particularmente comuns em vírus que têm RNA como material genético, como no caso dos coronavírus e dos vírus influenza.

Uma vez que o vírus entra no corpo humano, seu material genético - RNA ou DNA - entra nas células e começa a fazer cópias de si mesmo, que podem infectar as outras células. Sempre que ocorre um erro durante o processo de cópia, ele dispara uma mutação.

Ocasionalmente, ocorre uma mutação quando os erros genéticos introduzidos durante a cópia provam ser vantajosos para o vírus - ajudam o vírus a se copiar ou entrar nas células humanas com mais facilidade.

Sempre que um vírus está circulando amplamente em uma população, quanto mais ele se espalha e se replica, suas chances de sofrer mutação aumentam.

De acordo com um modelo de classificação desenvolvido por um Grupo de Interagências SARS-CoV-2 (SIG) do governo dos EUA e seguido pelos Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC), as mutações significativas de Covid-19 são divididas em três tipos - Variante de interesse, variante de preocupação e variante de alta conseqüência.

Este SIG foi formado para melhorar a coordenação entre o CDC, os Institutos Nacionais de Saúde (NIH), a Food and Drug Administration (FDA), a Biomedical Advanced Research and Development Authority (BARDA) e o Department of Defense (DoD). Sua função é caracterizar as variantes emergentes e estudar como os protocolos de tratamento padrão e as vacinas funcionam contra essas cepas mutantes.

A OMS também classifica cepas mutantes significativas como Variantes de Preocupação (VOC) e Variantes de Interesse (VOI). Mas as classificações do CDC podem ser diferentes das da OMS e também pode haver diferenças entre países e locais.

Por exemplo, o governo indiano disse que Delta Plus (AY.1) é uma variante de preocupação, enquanto sua linhagem parental - Delta - foi classificada como VOC pela OMS e pelo CDC.

A OMS propôs o uso do alfabeto grego para VOCs e VOIs para garantir que os rótulos usados ​​sejam fáceis de pronunciar e não sejam estigmatizantes.

Variantes de preocupação (VOC)

O CDC define um VOC como uma variante para a qual há evidências de um aumento na transmissibilidade, doença mais grave (por exemplo, aumento de hospitalizações ou mortes), redução significativa da neutralização por anticorpos gerados durante infecção ou vacinação anterior, eficácia reduzida de tratamentos ou vacinas ou falhas de detecção de diagnóstico.

Os COVs são marcados por maior transmissibilidade e potencial para induzir formas mais graves de doenças, diminuição da neutralização por anticorpos gerados durante infecção anterior e capacidade de causar mais infecções invasivas em pessoas vacinadas.

Existem quatro VOCs a partir de agora - Alfa (B.1.1.7), Beta (B.1.251), Gama (P.1) e Delta (B.1.617.2).

Variante alfa (B.1.1.7): De acordo com a OMS, a variante Alfa foi identificada pela primeira vez no Reino Unido em setembro de 2020 e agora se espalhou para pelo menos 173 países, de acordo com a OMS. A variante tem 23 mutações e oito delas estão na proteína spike do vírus. Destas, três mutações de proteína de pico - N501Y, 69-70del e P681H - causam o maior impacto.

A mutação N501Y ajuda a proteína spike do vírus a se ligar mais firmemente aos receptores ACE2 das células humanas, enquanto as outras duas mutações principais aumentam a transmissibilidade. De acordo com o CDC, a variante Alpha é 50% mais transmissível do que a cepa original e pode causar infecções mais graves.

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Variante beta (B.1.251): Detectado pela primeira vez na África do Sul em maio de 2020, B.1.251 foi designado como VOC em dezembro de 2020. A variante foi detectada em pelo menos 122 países agora. A cepa tem oito mutações, três das quais são significativas - N501Y, K417N e E484K.

Como no caso da variante Alfa, a mutação N501Y ajuda o vírus a se ligar mais fortemente aos receptores ACE2, enquanto as outras duas mutações ajudam o vírus a escapar da imunidade mais facilmente.

A variante Beta também é cerca de 50% mais transmissível do que a cepa original e pode causar infecções mais graves.

Variante gama (P.1): A variante Gama se originou no Brasil em novembro de 2020, após o que causou um aumento significativo de infecções e aumento de hospitalizações no país sul-americano. Foi detectado no Japão em janeiro de 2021 e, posteriormente, se espalhou para 74 países.

A variante tem 11 mutações em sua proteína spike, das quais as mutações N501Y e K417T ajudam o vírus a se ligar mais firmemente às células, enquanto o E484K o torna mais resistente a anticorpos.

A variante Gamma é duas vezes mais transmissível do que a cepa Covid-19 original.

Variante delta (B.1.617.2): A variante de disseminação mais rápida que também causou um aumento acentuado em casos durante a segunda onda na Índia, Deltait é uma sub-linhagem da variante B.1.617, que era conhecida como cepa mutante dupla.

Detectada pela primeira vez na Índia, a variante Delta, de acordo com a OMS, apresentou transmissibilidade significativamente aumentada. É duas vezes mais transmissível do que a cepa Covid-19 original e 60 por cento mais transmissível do que a variante Alpha. A cepa tem várias mutações importantes, com L452R e D6146 permitindo que ela se fixe mais firmemente às células receptoras e outras, como P681R, permitindo que evite a imunidade mais facilmente.

PHE disse que o Delta causa um risco aumentado de hospitalização em comparação com os casos Alfa contemporâneos. A variante já se espalhou para pelo menos 104 países.

Variantes de interesse (VOI)

O CDC define um VOI como uma variante com marcadores genéticos específicos que foram associados a alterações na ligação do receptor, neutralização reduzida por anticorpos gerados contra infecção ou vacinação anterior, eficácia reduzida de tratamentos, impacto diagnóstico potencial ou aumento previsto na transmissibilidade ou gravidade da doença .

A OMS afirma que uma variante de interesse pode se tornar uma variante preocupante se demonstrar um aumento na transmissibilidade ou alteração prejudicial na epidemiologia da COVID-19, aumento na virulência ou alteração na apresentação clínica da doença ou diminuição na eficácia das medidas sociais e de saúde pública ou diagnósticos, vacinas, terapêuticas disponíveis.

No entanto, eles são classificados como VOI desde que não haja evidências conclusivas que sugiram que são mortais o suficiente para serem classificados como VOC. Por exemplo, o Variante Kappa (B.1.617.1) veio da mesma linhagem do Delta, mas o último provou ser muito mais perigoso e difundido.

Em contraste, o Variante lambda (C.37), que foi detectado pela primeira vez no Peru, é visto como uma ameaça emergente, com pesquisas no Chile mostrando que tem maior infectividade do que Alfa e Gama. Embora os cientistas continuem a monitorar de perto o Lambda, não há evidências conclusivas suficientes agora para que ele seja classificado como um VOC. Este é um fator comum para outras cepas mutantes que foram classificadas como VOI - ou elas não são compreendidas bem o suficiente ou pesquisas preliminares sugerem que elas não podem ser associadas a um risco aumentado de infecções em um nível significativo.

Mas mutações significativas de proteínas de pico e o risco de evasão da imunidade mais facilmente são comuns a todos eles, como na variante Eta (B.1.525) identificada no Reino Unido e na Nigéria, variante Iota (B.1.526) detectada pela primeira vez na cidade de Nova York, A variante Epsilon (B.1.427 / B.1.429) encontrada pela primeira vez na Califórnia, a variante Zeta (P.2) detectada pela primeira vez no Brasil ou a B.1.617.3 (variante não nomeada) encontrada na Índia, que compartilha a mesma linhagem parental (B .1.617) como Delta e Kappa.

Valor R-nada e alta infecciosidade de variantes mutantes

Um estudo publicado recentemente, conduzido entre maio e junho em Guangzhou, China, descobriu que, a partir das amostras analisadas, a carga viral de pacientes infectados com a variante Delta era cerca de 1.000 vezes maior do que nas cepas 9A / 19B de 2020. Isso sugeriu uma taxa de replicação viral potencialmente mais rápida e mais infecciosidade da variante Delta em um estágio inicial da infecção. A variante também tinha um mecanismo de escape imunológico muito melhor.

Comparando o R-nada ( R0 ) valores nos dão uma boa ideia de como as variantes de preocupação são agora mais infecciosas do que a cepa Covid-19 original. O R nada, ou o número de reprodução básico, representa, em média, o número de pessoas para as quais se pode esperar que uma única pessoa infectada transmita a doença e, portanto, a propagação de uma doença infecciosa.

A maioria dos estudos chegou a um valor R-nada de 2,4-2,6 para a cepa Covid-19 original encontrada em Wuhan. Estudos subsequentes descobriram que o valor R-nada é 4-5 para a variante Alpha e 5-8 para a cepa Delta. Isso significa que o Delta é mais infeccioso do que a varíola, que na década de 1970 tinha um valor zero de 3,5 a 4,5.

Isso pode ajudar a explicar quantas (em média) novas pessoas são infectadas por casos de vários vírus, incluindo variantes de COVID. R0 é o valor de reprodução básico. Para a varíola na década de 1970, era cerca de 3,5-4,5. Portanto, a variante Delta é mais transmissível do que a varíola. pic.twitter.com/tQziWBzPOI

- Larry Brilliant MD, MPH (@larrybrilliant) 27 de junho de 2021

O estudo de Guangzhou também descobriu que, no caso da variante Delta, há um nível extremamente alto de infecciosidade em pacientes, mesmo na fase pré-sintomática. Isso significa que as pessoas correm o risco de espalhar o vírus antes mesmo de suspeitar que podem estar infectadas.

Um bom exemplo a este respeito, que também sublinha a infecciosidade da variante Delta, é um caso de transmissão fugaz, sem contato, como relatado recentemente de um shopping perto de Bondi Beach em Sydney. Conforme capturado pela câmera CCTV, um motorista de limusine, que estava infectado com a variante Delta, mas não sabia disso na época, acabou infectando outro homem que passou perto dele e ficou perto dele por um breve momento. As autoridades australianas tomaram nota da filmagem e, apenas alguns dias depois, um bloqueio foi anunciado em Sydney.

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Spike protein mutations

Os vírus são envolvidos por proteínas de membrana gordurosa (ou glicoproteínas, pois são frequentemente cobertos por moléculas de açúcar escorregadias) que os ajudam a se fundir à membrana celular do corpo.

A proteína spike dos coronavírus é uma dessas glicoproteínas virais na forma de uma cadeia linear de 1.273 aminoácidos, perfeitamente dobrada em uma estrutura, cravejada com até 23 moléculas de açúcar.

No caso do SARS-CoV-2, a proteína spike está presa na partícula viral aproximadamente esférica, embutida no envelope e projetando-se no espaço. Cada vírus Covid tem cerca de 26 trímeros de pico que o ajudam a se agarrar às células humanas - um deles se liga a uma proteína na superfície das células humanas chamada ACE2, que permite que o vírus entre no corpo.

Mutações que envolvem mudanças significativas na proteína spike podem ser preocupantes porque desencadeiam transformações na estrutura e nas propriedades bioquímicas do vírus. Isso pode acontecer por meio de mutações que tornam os picos mais fáceis de aderir às células ou evitam que os anticorpos se liguem a elas.

Uma pesquisa recente publicada na Cell descobriu que uma única mutação da proteína spike pode ter desempenhado um papel significativo em ajudar o coronavírus a saltar de animais para pessoas. Durante o curso do estudo liderado por James Weger-Lucarelli, um virologista da Virginia Tech em Blacksburg, os cientistas descobriram que o aminoácido treonina encontrado nos coronavírus que os morcegos infectados ou pangolinas haviam sido substituídos pelo aminoácido alanina encontrado no coronavírus que causa Covid-19. Os pesquisadores descobriram que a troca foi possibilitada por uma mutação, chamada T372A, que removeu alguns açúcares que revestem a proteína spike e deu ao vírus melhor acesso à ACE2 para invadir as células humanas.

Como muitos medicamentos e vacinas anti-Covid têm como alvo as glicoproteínas virais, as alterações na proteína do pico podem torná-los menos eficazes. Por exemplo, a mutação D614G consegue isso alertando o código genético para a proteína spike Covid, alterando uma única letra de aminoácido. A mutação também torna os picos mais estáveis, tornando mais fácil para o vírus se ligar aos receptores ACE2.

Outro caso em questão é a variante Epsilon, que tem duas linhagens distintas, B.1.427 e B.1.429, e já foi considerada um VOC pelo CDC, mas foi posteriormente rebaixada para VOI. A variante Epsilon diminui a potência neutralizante de anticorpos induzidos por vacinas ou infecções anteriores de Covid devido a mutações que levaram a rearranjos significativos em áreas críticas da proteína spike do vírus, concluiu um projeto de pesquisa liderado pela University of Washington em Seattle e Vir Biotechnology .

Estudos de cromicroscopia eletrônica na variante Epsilon mostraram que uma mutação no domínio de ligação do receptor na proteína spike reduziu a atividade de 14 de 34 anticorpos neutralizantes. Duas outras mutações levaram à perda total de neutralização por todos os 10 anticorpos específicos para o domínio N-terminal na proteína de pico.

Cepas mutantes e redução da eficiência da vacina

A maioria dos estudos concluiu que as vacinas são menos eficazes contra as variantes de Covid do que contra a cepa original do vírus.

Por exemplo, um estudo da PHE descobriu que a eficácia da vacina Oxford-AstraZeneca cai para 74% contra a variante Alfa e 64% contra a variante Delta. Anteriormente, um ensaio clínico de fase 1b-2 publicado no New England Journal of Medicine descobriu que a vacina AstraZeneca tinha apenas 10,4% de eficácia contra infecções leves a moderadas causadas pela variante Beta.

A Bharat Biotech disse que a Covaxin oferece 65,2% de proteção contra a variante Delta.

Dados recentes do Ministério da Saúde de Israel mostram que duas injeções da Pfizer oferecem 64% de proteção contra a Covid, com a observação ocorrendo em um momento em que mais de 90% dos casos relatados no país do Oriente Médio recentemente foram causados ​​pelo Variante delta.

Além disso, um estudo no The Lancet descobriu que uma dose da vacina Pfizer oferece apenas 32% de proteção contra Delta, e o nível de anticorpos neutralizantes, mesmo depois de duas injeções, é cinco vezes menor contra a variante Delta do que contra o Covid-19 original tensão.

Além das vacinas, a maioria das variantes são menos suscetíveis a intervenções terapêuticas e tratamento com anticorpos monoclonais.

No entanto, a maioria dos estudos mostrou que quase todas as vacinas são altamente eficazes na prevenção da hospitalização.

Com alguns relatórios afirmando que as vacinas de reforço podem oferecer melhor proteção contra as variantes, muitos países estão agora lançando uma terceira dose de vacina para idosos e pessoas imunocomprometidas.

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