A epidemia de febre amarela (FA) no Brasil teria emergido de primatas não humanos em Minas Gerais (MG) no final de julho de 2016. O vírus espalhou-se rapidamente em populações locais de mosquitos silvestres e primatas não humanos a uma velocidade média de 3,3 km por dia em direção às grandes cidades de São Paulo e Rio de Janeiro, dando origem ao maior surto da doença em mais de 100 anos.
Estes dados fazem parte de um artigo publicado esta semana na revista Science[1], que integra vigilância epidemiológica com vigilância genômica, mostrando pela primeira vez como pode ter sido a origem e a dispersão do vírus da febre amarela no país. Assinado por pesquisadores da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) e médicos e cientistas do Ministério da Saúde, da Organização Pan-americana da Saúde (Opas), e das universidades de Oxford e Birmingham, entre outros, o trabalho propõe a teoria de que o surto de 2017 tenha se originado em uma cepa nova de uma área endêmica distante de Minas Gerais, e não pelo ressurgimento de uma linhagem não erradicada da área.
Ao reconstruir a história evolutiva do vírus em humanos e em primatas não humanos, os autores chegaram a um cenário modelo no qual a floresta Amazônica funcionaria como reservatório. Quando a emergência sanitária em MG foi declarada, em 13 janeiro de 2017, a epidemia já havia se expandido por 600 km durante vários meses e causado mais de 100 casos em animais e humanos. Os autores creem que, para alcançar essa velocidade e distância, a propagação deve ter sido impulsionada pela atividade humana, por exemplo, transporte de mosquitos infectados em veículos ou tráfico ilegal de primatas.
"Este estudo é a continuação de um trabalho publicado no ano passado, que foi capa da revista Nature, em que fizemos vigilância genômica do vírus Zika (ZIKV) no nordeste do país utilizando um laboratório móvel dentro de um ônibus, o projeto Zika in Brazil Real time Analysis (ZiBRA)[2]", conta ao Medscape um dos autores líderes do projeto, o professor Luiz Carlos Júnior Alcântara, pesquisador do Laboratório de Referência em Flavivírus do Ministério de Saúde na Fiocruz do Rio de Janeiro e coordenador do projeto ZIBRA.
"Quando surgiu o surto de febre amarela em Minas Gerais, alteramos o nome do projeto para estudar outros vírus e o Ministério da Saúde e a Opas nos pediram ajuda."
Em abril de 2017 a equipe foi a Belo Horizonte e começou do zero, montando o protocolo de sequenciamento do vírus da febre amarela (FAV) utilizando um sequenciador genético que cabe na palma da mão, o MINIon (DNA sequencer for modern medicine).
"Funcionou muito bem. Comprovamos que somos capazes de fazer o sequenciamento e a análise e repassar informação para as autoridades em tempo real."
Os autores geraram 62 genomas de FA a partir de 33 humanos e 29 animais infectados, e dois genomas do surto dos anos 2002/2003. A quantidade pode parecer pouco, mas foi maior do que a que existia no mundo até então, diz o pesquisador.
"Quando começamos o projeto haviam 49 genomas de FA sequenciados, e apenas 19 do Brasil. Nós fizemos mais do que existia até o momento, mais do que o dobro do que existia no Brasil", destaca Alcântara.
Ao menos sete pessoas infectadas pelo FAV haviam sido vacinadas, então os autores procuraram descartar que não fossem casos de reativação vacinal. A análise de três deles mostrou claramente que se tratavam de infecções naturais causadas pelo surto em andamento (a vacina aliás, é de um genótipo distante, da África ocidental). A análise filogeográfica que relaciona as cepas virais foi realizada na árvore de dados genéticos em que as amostras humanas se agrupam junto às dos macacos, todas com dados de localização por GPS dos lugares onde foram encontradas. Para isso, os pesquisadores as colocaram junto a outros genomas sequenciados disponíveis publicamente, e uma ferramenta de análise filogenética automática disponível on-line estabeleceu a distância genética entre elas. Isso mostrou que era mais provável que o surto fosse causado por uma cepa introduzida por uma área endêmica, provavelmente de norte e centro-oeste, do que a re-emergência de uma linhagem que tenha persistido em Minas Gerais.
Mas não é apenas com dados genéticos que pode se explicar o avanço de uma doença. Ao mesmo tempo que fizeram o sequenciamento, os autores organizaram, com apoio do Ministério da Saúde e da Secretaria de Saúde de Minas Gerais, todos os dados epidemiológicos notificados e confirmados, um trabalho altamente multidisciplinar.
"Temos pessoas desenvolvendo modelos matemáticos que nos permitem obter com esses dados epidemiológicos e genéticos os dados evolutivos que explicam o curso da epidemia".
Nesta pesquisa não foram estudadas amostras de mosquitos, apenas foram sequenciadas amostras de FAV de primatas não humanos e humanos. Mesmo sem a análise do vetor, o surto foi caraterizado como de transmissão silvestre.
"Nós conseguimos calcular que o risco de ter ocorrido a transmissão silvestre foi 0,88, quase 1, sendo que o cálculo da urbana era 0,5. Ou seja, a silvestre foi altamente significativa. Não há trabalho anterior que mostre isso", diz Alcântara.
Primeira vez
Esta é a primeira vez que se estuda a origem e a dispersão do vírus da febre amarela durante o surto, que teve 2000 casos confirmados e 676 mortes entre dezembro de 2016 e março de 2018, recorrendo a dados genômicos gerados no país. No futuro, o conjunto de métodos e técnicas poderá ajudar a caracterizar, em tempo real, surtos de outras doenças infecciosas no mundo. A própria equipe continua sequenciando amostras de vírus de febre amarela de humanos e de animais infectados, "e montamos protocolo para Chikungunya, (CHV), todos os sorotipos e genótipos da dengue (DHV), e já desenvolvemos o protocolo para Oropouche, febre do Nilo e vírus Mayaro", ressalta.
A colaboração internacional que permite a utilização de técnicas genômicas e epidemiológicas modernas e ferramentas computacionais para analisar a distribuição tempo espacial dos casos pareceria ser o futuro. Na análise do trabalho, publicada[3] na mesma edição da Science, o virologista da University of Texas Alan Barrett destaca a importância do estudo para compreender os surtos e desenvolver medidas sanitárias, além de modelos que utilizam ferramentas filogenéticas, baseadas na distribuição geográfica dos vírus em concordância com a sequência genômica viral, e filodinâmicas, baseadas na interação de fatores epidemiológicos, imunológicos e evolutivos na genética viral.
"Até agora houve poucos modelos de surtos de febre amarela por falta de amostras, mas este estudo demostra o potencial do mapear incidência e dispersão do vírus quase em tempo real, e o potencial dele para contribuir em estratégias de controle, como o atual programa da OMS que pretende eliminar a epidemia de FA em 2026."
A vigilância epidemiológica e genômica de animais e humanos em risco é crucial para a detecção e contenção rápida dos surtos. A epidemia de FA no Brasil continua, e a ferramenta poderá guiar o controle com uso eficiente de recursos.
O Dr. Alcântara declara não possuir conflitos de interesses relevantes. As empresas Oxford Nanopore Techonolgies, Illumina, Zymo Research Sage Science e Promega doaram parte do equipamento e os reagentes utilizados na pesquisa.
Citar este artigo: Vigilância genômica aliada à epidemiológica mostram epidemia de febre amarela em tempo real - Medscape - 29 de agosto de 2018.
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