domingo, 15 de novembro de 2020

Notícias sobre coronavírus: Reformulação frequente de vacinas COVID-19 será necessária, pois estudos mostram que os coronavírus apresentam evolução adaptativa constante

 

Fonte: Coronavirus News 15 de novembro de 2020

Notícias do Coronavirus : Mesmo que qualquer uma das vacinas COVID-19 em desenvolvimento seja capaz de oferecer proteção de curto prazo contra certas cepas do coronavírus SARS-CoV-2, sem causar quaisquer efeitos adversos de longo prazo, como ADE (aprimoramento dependente de anticorpos ) ou outras questões, as vacinas precisarão ser constantemente reformuladas, pois estudos emergentes mostram que os coronavírus estão em constante evolução adaptativa.



Cientistas da Divisão de Vacinas e Doenças Infecciosas do Fred Hutchinson Cancer Research Center-EUA, revelaram que a evolução adaptativa nas regiões antigênicas facilita os coronavírus sazonais para escapar das respostas imunológicas do hospedeiro e causar infecções recorrentes.

 

Os coronavírus humanos sazonais (OC43, 229E, NL63 e HKU1) são endêmicos para a população humana, infectando e reinfetando humanos regularmente, enquanto geralmente causam infecções respiratórias leves a assintomáticas. Não se sabe até que ponto a reinfecção por esses vírus se deve ao declínio da memória imunológica ou à deriva antigênica dos vírus. Este estudo aborda a influência da deriva antigênica na evasão imunológica de coronavírus sazonais. A equipe de estudo fornece evidências de que pelo menos dois desses vírus, OC43 e 229E, estão passando por uma evolução adaptativa em regiões da proteína do pico viral que estão expostas à imunidade humoral humana. Isso sugere que a reinfecção pode ser devida, em parte, a mudanças genéticas selecionadas positivamente nesses vírus que os permitem escapar do reconhecimento pelo sistema imunológico. É possível que, como com a gripe sazonal,

 

As descobertas também têm implicações diretas nas vacinas COVID-19 atuais que devem ser usadas em massa em breve, apesar de não haver estudos de longo prazo e os resultados dos ensaios serem, na realidade, vagos e inconclusivos. Para piorar as coisas, as equipes de desenvolvimento de vacinas não têm acompanhado as mudanças evolutivas nos coronavírus SARS-CoV-2 até o momento, toneladas de novas variantes e muitas novas mutações surgiram apenas nas últimas semanas.

 

Os resultados do estudo foram publicados no servidor de pré-impressão e atualmente estão sendo revisados ​​por pares. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.30.352914v1

 

A nova pesquisa destaca que as vacinas desenvolvidas contra esses coronavírus podem precisar ser reformuladas continuamente para controlar melhor as infecções virais. Isso também significa que as vacinas COVID-19 atualmente em seus estágios finais de investigação podem precisar ser frequentemente reformuladas no futuro para eliminar efetivamente as variantes virais circulantes do SARS-CoV-2.   

 

Desde sua identificação na década de 1960, sabe-se que coronavírus humanos incluindo OC43, 229E, HKU1 e NL63 são responsáveis ​​por pelo menos 15% dos resfriados comuns. As infecções sazonais causadas por esses vírus geralmente atingem o pico de janeiro a março no hemisfério norte. Na população humana em geral, esses vírus causam infecções respiratórias leves; no entanto, em pessoas idosas ou com sistema imunológico enfraquecido, podem ocorrer infecções graves.

 

Até agora, três novos coronavírus humanos foram identificados nos últimos anos, os quais são conhecidos por causar infecções respiratórias graves em humanos. Esses vírus incluem coronavírus da síndrome respiratória aguda grave (SARS-CoV-1), síndrome respiratória do Oriente Médio coronavírus (MERS-CoV) e SARS-CoV-2 (o patógeno causador da doença coronavírus 2019; COVID-19).

 

Para causar infecções repetidas em humanos, um vírus deve adquirir mutações genéticas que causem alteração adaptativa na região viral antigênica. Isso permite que o vírus escape das respostas imunes humorais do hospedeiro. Alguns vírus respiratórios humanos sazonais, como o vírus influenza, são conhecidos por sofrer evolução antigênica. As vacinas desenvolvidas contra esses vírus, portanto, precisam ser reformuladas com frequência para combater a disseminação viral.

 

Mais importante ainda, no caso dos coronavírus humanos, a proteína mais antigênica é a proteína spike, que é uma proteína de superfície viral responsável pela entrada do vírus nas células hospedeiras. Estudos demonstraram que a predominância de certas variantes genéticas de coronavírus humanos está associada à seleção positiva na proteína spike viral.

 

A equipe do estudo usou métodos computacionais para analisar a evolução adaptativa na proteína spike e na polimerase RNA dependente de RNA de quatro coronavírus sazonais (OC43, 229E, HKU1 e NL63) que são conhecidos por causar infecções repetidas em humanos. Especificamente, eles analisaram as mutações que alteram a sequência de aminoácidos de uma proteína (substituição não-sinônima). Além disso, eles estimaram a taxa de substituições adaptativas e o Tempo até o Ancestral Mais Recente (TMRCA). TMRCA é a escala de tempo da rotatividade da população usada para quantificar a seleção positiva.

 

A equipe usou sequências genéticas publicamente disponíveis de coronavírus humanos para criar uma árvore filogenética. Através da análise filogenética - o estudo do desenvolvimento evolutivo de uma espécie ou grupo de organismos ou de uma característica particular de um organismo, eles observaram que várias linhagens co-evolutivas estão presentes para OC43. Nas linhagens OC43 e 229E, o número médio de mutações em cada posição foi encontrado para ser maior na subunidade S1 da proteína de pico em comparação com aquele na subunidade S2.

 

Pertencente à taxa de mutações, eles observaram uma taxa significativamente maior de mutação não-sinônima na proteína spike de OC43 e 229E em comparação com aquela na polimerase de RNA dependente de RNA. Além disso, a divergência não-sinônima aumentou progressivamente na proteína do pico; enquanto na polimerase de RNA dependente de RNA, permaneceu constante. Essas descobertas indicam seleção positiva na proteína spike e seleção purificadora na RNA polimerase dependente de RNA.

 

Com relação à taxa de substituição adaptativa, eles observaram que a subunidade S1 do OC43 reúne 0,45-0,56 substituições adaptativas a cada ano. Da mesma forma, a subunidade S1 da proteína de pico 229E reúne 0,26 substituições adaptativas a cada ano.

 

A equipe do estudo observou ainda que a taxa de acúmulo de substituições adaptativas no domínio de ligação ao receptor do vírus influenza é 3 vezes mais rápida do que em OC43 e 229E. Tomados em conjunto, esses resultados indicam que a subunidade S1 da proteína spike OC43 e 229E está sob seleção positiva, o que pode dar origem a novas variantes genéticas.

 

Simplesmente estimando e analisando os valores de TMRCA, a equipe de estudo observou seleção direcional robusta na subunidade S1 de OC43 e 229E, que pode ser impulsionada por pressões para escapar das respostas imunes do hospedeiro.

A mensagem para levar para casa

 

Significativamente, a subunidade S1 da proteína spike dos coronavírus humanos (OC43 e 229E) está em evolução adaptativa. A taxa de acúmulo de mutações adaptativas é cerca de um terço da taxa do vírus influenza. A evolução antigênica observada em S1 pode estar favorecendo seletivamente os vírus para escapar das respostas imunes do hospedeiro. No entanto, nenhuma evidência de evolução adaptativa é observada para outros coronavírus sazonais, como NL63 ou HKU1.

 

É importante ressaltar que dada a semelhança genética entre OC43 e SARS-CoV-2, pode-se esperar que o SARS-CoV-2 também evolua seletivamente em S1; e, nesse caso, as vacinas COVID-19 que estão atualmente nos estágios finais de investigação podem precisar ser reformuladas com frequência para eliminar efetivamente as variantes virais circulantes.  

 

Isso é importante porque muitas das vacinas contra SARS-CoV-2 que estão em produção incluem exclusivamente proteínas de pico. https://www.nature.com/articles/s41586-020-2798-3

 

Se o SARS-CoV-2 evoluir de forma adaptativa em S1 como o HCoV OC43, intimamente relacionado, é possível que a vacina SARS-CoV-2 precisam ser frequentemente reformulados para corresponder às cepas circulantes, como é feito para vacinas contra a gripe sazonal.

 

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