O que sabemos e o que falta saber sobre a ômicron
4 jan 2022
Desde a sua identificação na África do Sul, graças a um excelente serviço de vigilância genômica, a variante #ômicron do vírus #SARS-CoV-2 tem gerado incertezas que a ciência começa, lentamente, a resolver. As perguntas mais urgentes tratam da transmissibilidade e capacidade de causar doença grave. Dados epidemiológicos iniciais sugeriam que os infectados por ômicron apresentavam menos quadros graves e precisavam menos de cuidados hospitalares. Mas estes dados incluíam populações jovens, vacinadas ou parcialmente vacinadas, ou que apresentavam imunidade previa para #COVID-19. Ou seja, a doença “leve” podia ser uma característica dos doentes, não do vírus.
A outra questão dizia respeito à capacidade, também aparente, da variante ômicron se transmitir de forma mais efetiva do que a delta, e assim, assumir um papel dominante. Seria essa capacidade fruto de uma característica biológica da ômicron, algo na sua fisiologia que confere vantagem ao se replicar ou ao infectar uma célula? Ou seria algo gerado pela sua capacidade – essa comprovada de forma inequívoca – de escapar parcialmente das vacinas disponíveis até agora?
Se a variante escapa de vacinas, ela circula mais, pois circula também entre vacinados. Então fica a dúvida: ela seria mais transmissível porque escapa das vacinas e imunidade prévia, e com isso ganha a competição com a delta, que não tem essa capacidade? Ou seria mais transmissível porque tem vantagens fisiológicas? Ou ambos? Para responder a essas perguntas, precisamos de experimentos bem planejados e executados em células e, principalmente, em animais, que se somem aos dados epidemiológicos.
Infelizmente, com tem sido a marca desta pandemia, o afã de publicar muito e publicar rápido que tomou conta da comunidade científica tem gerado mais ruído do que informação relevante. A cultura dos preprints, por um lado necessários para compartilhar informação cientifica entre os pares, traz também ondas de interesse midiático sobre resultados fracos e carentes de confirmação, ondas que mais confundem do que iluminam. A atuação de influencers que agarram o megafone para amplificar rapidamente o canto do galo, que vem não se sabe de onde, também não ajuda.
O que sabemos, afinal, sobre a variante ômicron, com os estudos que foram feitos até agora? Para entender as questões da transmissibilidade, escape de vacinas, e doença leve ou grave, precisamos rever alguns conceitos.
Mutações
A variante ômicron aparece com 50 mutações, sendo 30 somente na proteína S, da espicula, que é a chave que “abre as portas” da célula humana para o vírus. O número de mutações em si não é preocupante, mas sim os tipos. Algumas dessas mutações eram conhecidas de outras variantes, e conferiam realmente características de escape de vacinas e maior transmissibilidade.
Além de ser responsável pela entrada do vírus na célula, a proteína S serve de alvo para os anticorpos do tipo neutralizante, que impedem a infecção. Mutações neste local são preocupantes quando alteram a proteína a ponto de os anticorpos gerados por vacinas ou por infecção prévia não conseguirem mais reconhecê-la. No caso da ômicron, a capacidade de enganar esses anticorpos certamente existe.
Também na proteína S fica o sítio de ligação ao receptor (RBD em inglês, receptor binding domain). Neste sítio, foram encontradas mudanças já vistas em outras variantes, e que sabemos que aumentam a afinidade pelo receptor celular: a “chave” encaixa melhor na “fechadura”. Essas mutações acenderam mais um sinal de alerta.
virus
A proteína S, no entanto, não é uma chave que já chega pronta para funcionar. Para permitir que o vírus invada a célula, ela precisa ser ativada, num processo de duas etapas. Na primeira, a “S” é cortada, por uma molécula chamada furina, em duas partes, chamadas, de modo bem criativo, de S1 e S2, que vão, cada uma, atacar uma porta de entrada diferente. A S1 se liga a um receptor celular chamado ACE2, mas a S2 precisa ser cortada outra vez. Esse segundo corte é feito por enzimas presentes na própria membrana da célula atacada – quem cumpre esse papel de “traidora” é a enzima TMPRSS2 ou a catepsina.
Quando é a TMPRSS2 que facilita a vida do vírus, a entrada se dá por fusão de membrana. Já quando quem atua é a catepsina, o vírus invade a célula por meio de um endossomo – uma espécie de “táxi” que o carrega para o lado de dentro da célula.
Algumas mutações aumentam a afinidade da proteína S pela furina, e ajudam a melhorar a infectividade do vírus. Isso foi observado na variante delta, e a ômicron apresentou mudanças similares.
Além disso, a ômicron apresenta uma série de mutações que alteram uma das partes da proteína S que mais chama a atenção de anticorpos (“supersítio antigênico NTD”, caso alguém esteja curioso). É como se a polícia estivesse procurando um suspeito loiro e o bandido resolvesse pôr uma peruca ruiva. Isso ajuda o vírus a escapar de anticorpos gerados por vacinas ou infecção prévia.
Assim, vemos que havia motivos para preocupação. Havia precedentes que permitiam prever, com alguma segurança, que a ômicron escaparia de vacinas e seria mais transmissível. Mas previsões precisam ser testadas. O que os estudos epidemiológicos e de laboratório mostraram?
Transmissibilidade
Dados epidemiológicos mostraram que a ômicron realmente se espalha mais rapidamente, e acaba tirando a delta de circulação. Na cidade de Nova York, a variante já é responsável por mais de 90% dos casos reportados, e o mundo registra 1,5 milhão de casos novos diariamente. Só nos EUA, o número de novos casos diários chegou em 400 mil, com aumento de 31% em hospitalizações e 37% em mortes, comparado com a última semana de dezembro. O maior impacto é em não vacinados.
Sabendo que a ômicron escapa de vacinas, esta velocidade toda seria só por causa do olé que ela dá nos anticorpos pré-existentes, ou existe alguma vantagem adaptativa fisiológica no vírus, uma capacidade maior de se replicar ou de se transmitir?
Para responder a esta pergunta, pesquisadores de Hong Kong fizeram testes em culturas de células, e constataram, em ensaios preliminares, ainda não publicados, que a ômicron teria capacidade de se replicar 70 vezes mais depressa do que a delta em células dos brônquios. Em células pulmonares, ao contrário, a ômicron teria mais dificuldade em se reproduzir.
Se isso se confirmar, poderia ser uma explicação para o aparente caráter mais leve da doença causada pela variante: se o vírus tem vantagem replicativa nas células do trato respiratório superior, e, portanto, também uma maior transmissibilidade, mas menor capacidade de infectar o pulmão, ele se espalha mais fácil, mas é menos capaz de causar pneumonia e outras complicações.
A perda da TMPRSS2
Para testar essa hipótese, de que realmente a ômicron teria se especializado em células do trato respiratório superior, e perdido competência no pulmão, alguns laboratórios realizaram testes em cultura de células e em animais.
O primeiro preprint a aparecer sobre o assunto – um artigo não revisado pelos pares e ainda não publicado em periódico científico –, foi o do grupo do professor Ravindra Gupta, da Universidade de Cambridge. Experimentos feitos com cultura de células sugerem que a ômicron tenha perdido sua capacidade de entrar na célula via fusão de membrana, caminho que depende da enzima TMPRSS2. Os pesquisadores testaram a capacidade da ômicron de invadir células com ou sem TMPRSS2, comparando com a delta, e perceberam que a delta depende muito mais dessa enzima do que a ômicron, que parece não se importar com ela, sugerindo que deve estar utilizando um outro caminho.
virus
A via mais provável seria a do endossomo, que usa a catepsina. A hipótese é boa, mas devemos examiná-la com cautela. Os autores afirmam, por exemplo, que as células do trato respiratório superior não têm TMPRSS2, o que corrobora a hipótese de que a ômicron esteja em vantagem ali e em desvantagem no pulmão, rico em TMPRSS2. Embora as células do pulmão realmente expressem a enzima em grande quantidade, não é verdade que ela esteja ausente das vias superiores. Há relatos da presença da TMPRSS2 em células olfativas e células dos brônquios.
Outro cuidado a tomar é não extrapolar conclusões para além do que o estudo permite afirmar. Uma coisa é mostrar que a variante está em desvantagem no pulmão, porque perdeu uma importante via de entrada. Outra é inferir que esta perda também causa vantagem no trato superior, ou que garante que a única via utilizada é a de endossomo. Pode ser que haja outra enzima fazendo as vezes da TMPRSS2, ou ainda, outro caminho de infecção, ainda não detectado, usado pela ômicron e que traz vantagem nas vias aéreas superiores.
Para testar essa hipótese de maneira mais conclusiva, o ideal seria trabalhar com um único tipo celular, e fazer deleções dos genes que codificam para TMPRSS2 e para catepsinas, testando cada uma das possíveis entradas. Neste artigo publicado e revisado pelos pares, pesquisadores de Hong Kong fizeram um estudo mais detalhado que fornece pistas importantes.
Utilizando uma linhagem de células que expressava TMPRSS2 em excesso, os pesquisadores compararam a capacidade das variantes delta e ômicron de infectar e se replicar. A delta levou vantagem nas células que expressavam TMPRSS2. Quando os autores inibiram a atividade da enzima com um agente químico, a delta foi afetada, mas a ômicron não, sugerindo que realmente a nova variante utiliza um caminho alternativo, possivelmente a via de endossomo mediada por catepsinas. Quando os pesquisadores usaram um inibidor da via de endosssomo, tanto a delta como a ômicron foram prejudicadas. Os autores também observaram menor fusão de membrana na variante ômicron, o que confirma a provável perda da entrada mediada pela TMPRSS2.
Eles também fizeram ensaios de competição entre a delta e a ômicron nos dois tipos celulares: com e sem TMPRSS2. A delta ganhou na presença da enzima e a ômicron ganhou nas células sem TMPRSS2, mostrando que é possível que a ômicron esteja usando de forma mais eficiente a via de endossomo, mas ainda não é possível afirmar que esse é o único caminho.
Os dados explicam a desvantagem da ômicron no pulmão, o que pode por sua vez confirmar que esta variante causa doença mais leve, mas falta explicar o maior sucesso nas vias aéreas superiores. Outras hipóteses podem ser úteis aí, como este trabalho publicado na Nature, sugerindo que uma mutação que inibe a resposta imune inata poderia ser responsável.
Experimentos feitos com hamsters sírios e camundongos confirmaram que a ômicron não coloniza muito bem o pulmão dos animais, pelo menos no período observado, de quatro dias para os hamsters, e seis dias para os camundongos. Em ambos os estudos, encontrou-se menos inflamação e menor carga viral no pulmão dos animais infectados com ômicron. Estes estudos estão alinhados com a hipótese da perda do acesso via TMPRSS2, mas novamente, embora ofereçam uma explicação para o fato de que a ômicron parece causar doença mais leve, não oferecem explicação para sua maior transmissibilidade.
Evolução
Em geral, a perda um mecanismo patogênico ocorre de acordo com pressão seletiva e economia de energia. Se a via de fusão de membrana é desnecessária, existe uma grande probabilidade de que venha a desaparecer com a passagem do tempo. A peculiaridade da ômicron não é tão peculiar assim. Estudo publicado em junho de 2021 obteve mutantes de SARS-CoV-2 muito semelhantes à ômicron neste quesito, simplesmente selecionando variantes cultivadas em células sem TMPRSS2, as famosas células VERO, de rins de macaco. São células genéricas em que a entrada do vírus ocorre necessariamente por via de endossomo, e é bloqueada com sucesso – apenas in vitro – pela cloroquina ou outros inibidores de catepsina.
Apenas cinco dias de passagem do vírus em células VERO sem a TMPRSS2 foi suficiente para selecionar mutações que levaram à perda da capacidade de usar essa enzima para entrar na célula.
virus
Uma das conclusões do artigo sobre esses mutantes de laboratório difere do observado no caso da ômicron: os mutantes de laboratório não pareciam ter vantagem sobre o vírus natural. Ou seja, perder uma via de entrada não é necessariamente uma boa notícia para o vírus – o que faz sentido (afinal, ele se tornou menos versátil). A vantagem de replicação e competição observada para a variante ômicron pode, portanto, ter outra causa. Na verdade, estudos anteriores mostram que a via de fusão de membrana confere uma capacidade infectiva de 100 a 1.000 vezes maior do que a via de endossomo.
Célula a célula
Estudo publicado no periódico PNAS mostra que o vírus SARS-CoV-2 pode se transmitir de célula para célula, sem precisar primeiro sair de uma célula infectada para depois penetrar em outra. Ao se propagar diretamente entre células, o vírus não só aumenta sua infectividade, como também escapa da resposta de anticorpos, que dependem do reconhecimento dos invasores no ambiente extracelular.
Pode-se especular que talvez esse seja um dos mecanismos da variante ômicron que permite uma maior transmissibilidade, mesmo na ausência da TMPRSS2. Seria também vantagem para escapar de anticorpos. Não existe ainda nenhum dado experimental sobre a capacidade da ômicron de se propagar direstamente entre células. No momento, trata-se apenas de um exercício para ver como é possível imaginar outros mecanismos celulares que poderiam explicar a maior transmissão de ômicron nas vias aéreas superiores, na ausência de uma importante via de entrada.
E a cloroquina?
Para quem acompanhou a triste saga da cloroquina, a perda da via de fusão de membrana acende um alerta de possível retrocesso à cura milagrosa. Uma das razões que fazia da cloroquina uma péssima aposta para tratar a COVID-19 era justamente o fato de que ela não poderia funcionar nas células do trato respiratório, ricas em TMPRSS2, pois a via de entrada preferencial era independente do endossomo – o mecanismo que o antimalárico inibe, ao menos in vitro. Mas a dependência do SARS-CoV-2 original (e das variantes conhecidas, até a delta) em relação à enzima era apenas uma das razões, entre várias, para descartar a cloroquina.
As demais baseavam-se nos fatos de que a cloroquina já foi testada para um enorme número de outras viroses e nunca funcionou: todas as tentativas de reproduzir seu sucesso contra vírus (observado em células de laboratório) para organismos vivos, completos e complexos, fracassaram. Além disso, a cloroquina foi testada – sem o mínimo grau de sucesso – em modelo animal, em todas as fases da COVID-19, de forma profilática, profilática pós-exposição, em casos leves, moderados e graves, com ou sem azitromicina. E nunca funcionou.
Assim como também não funcionou em testes clínicos controlados. Isso tudo já foi exaustivamente estudado e divulgado, inclusive e especialmente por esta revista, aqui, aqui e aqui.
Por que então funcionaria para a ômicron, sem nunca antes ter funcionado, ainda que parcialmente, para as variantes anteriores? As demais variantes nunca perderam a capacidade de invadir via endossomo. Em células VERO, que não têm TMPRSS2, a cloroquina inibe igualmente delta e ômicron.
De acordo com as alegações do preprint do grupo de Cambridge, a expressão de TMPRSS2 é maior no pulmão e inexiste nas vias superiores. Sabemos que isso não é verdade – a literatura indica a presença da enzima no trato superior –, mas mesmo que a expressão seja menor nas vias superiores, isso significaria que a delta ou qualquer das variantes anteriores deveria depender da via de endossomo no trato respiratório superior. E seriam neutralizadas ali, portanto, por inibidores dessa via, o que nunca aconteceu.
O fato de a cloroquina funcionar in vitro mas não em organismos pode ter muito mais razões do que simplesmente as diferentes vias de entrada do vírus. Pode estar relacionado a biodisponibilidade, farmacocinética e dosagem.
O rebanho
Outra falsa controvérsia ressuscitada das trevas é a da imunidade de rebanho natural. Já que a ômicron é mais branda, diz o mau argumento, então agora sim vale a pena todo mundo se infectar, ninguém vai ter doença grave, é uma “vacina natural”.
É um argumento ruim, porque falacioso. Realmente, a ômicron parece causar doença menos grave do que a delta, e os dados de modelo animal reforçam essa impressão. Ao mesmo tempo, vemos um número crescente de hospitalizações entre não vacinados. Ainda que o número relativo de hospitalizações causadas pela ômicron seja menor do que a delta, em números absolutos, por se tratar de uma variante mais transmissível, ainda vai ter muita gente no hospital. Imagine que a ômicron tem uma taxa de hospitalização que é 50% da taxa da delta. Mas infecta o triplo de pessoas. Mesmo sem fazer conta nenhuma, dá para perceber que metade de um monte de gente ainda é um monte de gente, certo?
virus
Não sabemos o quanto a ômicron é menos grave em humanos. E como sabemos que ela é mais eficiente em se transmitir, e se transmite entre vacinados, a probabilidade de chegar a pessoas vulneráveis é muito grande. O potencial de causar estrago da ômicron ainda é desconhecido e, diante destas incertezas, é preciso cautela. Os efeitos sociais também precisam ser levados em conta, pois com esta alta taxa de contaminação, a ômicron está acometendo equipes inteiras de trabalhadores de saúde.
Assim, pessoas vulneráveis ainda podem desenvolver doença grave e morrer por falta de equipe médica e de enfermagem. Isso sem nem entrar no mérito de sequelas e Covid longa, que podem ocorrer mesmo em casos leves e moderados. Imunidade de rebanho “natural” continua sendo uma péssima ideia. Principalmente porque temos vacinas. Não há nada que justifique adoecer de uma doença evitável ou atenuável por vacinação.
Para resumir: a ômicron é mais transmissível? É menos grave? Escapa de vacinas? As respostas são sim para a primeira questão, mas ainda não sabemos exatamente por quê; um sim cauteloso para a segunda, porque parece causar doença menos grave em animais e ter dificuldade para se replicar no pulmão, mas não sabemos o quanto é menos grave em humanos, e o que isso significa em termos epidemiológicos; e definitivamente sim para a última: a ômicron escapa de vacinas e se transmite entre vacinados, porém as vacinas continuam servindo para proteger contra doença grave e morte.
O que isso muda na prática? Nada. A não ser por trazer um alívio de que a cepa dominante agora pelo menos parece menos letal, a ômicron não muda a necessidade de uma terceira dose de vacina – pelo contrário, aumenta, já que estudos mostram que três doses aumentam a proteção contra esta variante – e não reduz a necessidade do uso de máscaras e cuidados com o distanciamento social. O que a ômicron muda é nossa consciência social de que ou vacinamos o mundo inteiro o mais rápido possível, ou podemos não ter tanta sorte na próxima variante.
Natalia Pasternak é microbiologista, pesquisadora associada do Instituto de Ciências Biomédicas da USP, professora da Fundação Getúlio Vargas (FGV), presidente do Instituto Questão de Ciência, membro do Committee for Skeptical Inquiry (CSI), colunista do jornal O Globo e coautora de "Ciência no Cotidiano" (Editora Contexto), obra vencedora do Prêmio Jabuti em 2021, e "Contra a Realidade"(Papirus 7 Mares). Atualmente, é professor adjunta em Columbia University.
