Novos vírus gigantes brasileiros são identificados

16/05/2014

Por Elton Alisson
Agência FAPESP – Um tipo de vírus descoberto no início da década de 1990, e encontrado desde então em diversos locais, tem mudado a visão dos microbiologistas sobre esse agente infeccioso em razão de seu tamanho e complexidade.
É o chamado “vírus gigante”, um microrganismo maior do que algumas bactérias – enquanto a maioria dos vírus é cerca de 100 vezes menor – e cujo genoma pode ter mais de 1,2 milhão de pares de bases.

Grupo de pesquisadores, entre eles Jônatas Abrahão, da UFMG, conclui sequenciamento do genoma do Samba, o primeiro vírus gigante isolado no Brasil (foto: Cláudio Arouca)

Alguns desses vírus gigantes, isolados no Brasil por pesquisadores do Grupo de Estudo e Prospecção de Vírus Gigantes (GEPViG) da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), foram apresentados em uma palestra no dia 29 de abril, no Simpósio Internacional Biota Micro-organismos, realizado na FAPESP.
“Temos feito estudos sobre a diversidade desse tipo de vírus no Brasil e sobre a evolução e a relação desses agentes com seus hospedeiros e com o sistema de defesa do organismo humano”, disse Jônatas Abrahão, professor da UFMG e um dos pesquisadores do GEPViG, à Agência FAPESP.
Abrahão contou que um vírus gigante foi isolado em 1992 a partir de uma torre de resfriamento em um hospital em Bradford, na Inglaterra, mas, inicialmente, foi identificado erroneamente como uma bactéria e associado a amebas, que são hospedeiras e servem de reservatório para replicação de vírus e bactérias.
Somente em 2003 um grupo de pesquisadores da Université de la Méditerranée em Marselha, na França, publicou um artigo na revista Science identificando o microrganismo como um vírus, de um tipo que chamaram mimivírus.  

Desde então, foram descobertos outros vírus gigantes, como o Pandoravirus dulcis, identificado no Chile e na Austrália e descrito em outro artigo na Science em julho de 2013.

Descrito este ano na Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), outro vírus gigante, o Pithovirus sibericum, foi isolado do solo da Sibéria após permanecer mais de 30 mil anos congelado.
“Onde há amebas, principalmente do gênero Acanthamoeba, é possível encontrar esse tipo de vírus. E como há amebas em todos os lugares – inclusive no solo congelado da Sibéria – é muito provável encontrar vírus gigantes em qualquer região do mundo”, disse Abrahão.

Exemplos no Brasil

O Samba (SMBV) foi o primeiro vírus gigante isolado no Brasil, encontrado em 2011 no Rio Negro, no Amazonas. O vírus, que ganhou o nome de um dos mais conhecidos gêneros musicais brasileiros, teve seu genoma completo sequenciado em 2012, pelos pesquisadores da UFMG em parceria com colegas da Aix-Marseille Université, da França.
As análises do sequenciamento genômico do vírus gigante isolado no Brasil foram descritas em um artigo que acaba de ser publicado no Virology Journal”. “Constatamos que o Samba codifica genes até então somente observados em células”, disse Abrahão.

“Um vírus codificar genes relacionados com tradução proteica é algo que balança nossa concepção sobre a origem da vida e a evolução. Por isso é muito importante estudar esses vírus ancestrais”, ressaltou.
Outros vírus identificados pelos pesquisadores da UFMG são o Cipó, localizado no Parque Nacional da Serra do Cipó, e o Niemeyer, encontrado na Lagoa da Pampulha, em Minas Gerais. Apesar de semelhantes, as amostras dos vírus gigantes isolados no Brasil revelaram que eles têm características morfológicas e genômicas diferentes.

“Eles possuem diferenças notáveis no tamanho, na estrutura e na composição genômica e estão por toda a parte, independentemente do bioma analisado”, disse Abrahão.

De acordo com o pesquisador, alguns estudos publicados nos últimos anos sugerem que os vírus gigantes podem causar pneumonia em seres humanos. Mas os resultados ainda não são conclusivos.
“Há estudos que demonstram que eles são capazes de se replicar em monócitos do pulmão humano. Mas a relação deles com pneumonia ainda não está completamente comprovada”, disse Abrahão.

Em um artigo publicado em março na revista Emerging Infectious Diseases, os pesquisadores da UFMG relataram a circulação de vírus gigantes entre mamíferos silvestres e domésticos na Amazônia brasileira.
O artigo Samba vírus, a novel mimivirus from a giant rain forest, the Brazilian Amazon (doi: 10.1186/1743-422X-11-95), de Abrahão e outros, pode ser lido no Virology Journal em www.virologyj.com/content/11/1/95.

Vírus gigante do passado

Em sua coluna de março, Alexander Kellner fala da descoberta recente de um vírus em solos congelados da Sibéria. O feito indica a possibilidade de detecção de agentes patológicos ‘extintos’ capazes de afetar a saúde humana. 

 

Por: Alexander Kellner

Publicado em 18/03/2014 | Atualizado em 18/03/2014

‘Pithovirus sibericum’, vírus de grande porte encontrado no solo siberiano. Testes de laboratório mostraram seu poder de infectar uma cultura da ameba ‘Acanthamoeba castellanii’. (imagem: Julia Bartoli e Chantal Abergel/ IGS/ CNRS/ AMU.

 

Degelo em franco progresso, liberando agentes patogênicos que causam epidemias... Soa familiar? Certamente o leitor já ouviu falar desse tema, já explorado por roteiristas de cinema. Mas será que essa possibilidade, por mais remota que seja, é verossímil?
A discussão é revigorada com a recente publicação, na revista Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), da descoberta de um vírus gigante, que estava ‘hibernando’ há pelo menos 30 mil anos no permafrost da Sibéria.

E o que é mais desconcertante: experimentos em laboratório demonstraram que o vírus, que tem DNA como material genético, pode se tornar ativo, matando amebas em algumas horas. O estudo foi liderado por Matthieu Legendre, da Universidade de Aix-Marseille, na França.

Megaviridae, Pandoravirus

Vírus são estruturas relativamente simples não consideradas organismos. Trata-se de agentes infecciosos, parasitas por natureza, que só conseguem se replicar dentro de células vivas de um organismo. Podem infectar animais, plantas e até mesmo bactérias.

Ao contrário do que ocorre com as células, não aumentam de tamanho e tampouco conseguem se dividir. Por serem pequenos, com diâmetro que varia na maioria das vezes de 20 a 300 nanômetros (1 nm = 1 bilionésimo de metro), só podem ser vistos com o auxílio de microscópios eletrônicos. Seu genoma é formado por uma ou mais moléculas de ácido nucleico (DNA ou RNA).

Os vírus dessa categoria diferem dos demais sobretudo por seu tamanho avantajado, podendo ser vistos ao microscópio óptico.

 

Em 2003, foi descoberta uma nova categoria de vírus, que diferem dos demais sobretudo por seu tamanho avantajado, podendo ser vistos ao microscópio óptico. A comunidade científica mostrou grande interesse no seu estudo, que veio revelar a existência de outros, procedentes de áreas geográficas e ambientes distintos. Esses vírus gigantes foram reconhecidos como pertencentes a um novo grupo, chamado Megaviridae.
Todos têm uma estrutura geral similar. São formados por uma camada externa fibrosa única e medem cerca de 0,7 micrômetro. Têm um genoma de 1,25 Mb – 1 Mb (mega pares de base) corresponde a 1.000.000 bp (do inglês, base pair) –, codificam 1.000 proteínas e se replicam dentro da célula sem envolver o núcleo.
Posteriormente foi detectado outro grupo de vírus gigantes, designado Pandoravirus. Estes possuem virions (partículas virais) maiores – com 1 a 1,2 micrômetros e em forma de ânfora –, podendo conter um genoma de até 2,8 Mb e codificando até 2.500 proteínas. Sua replicação, ao contrário do grupo anterior, envolve o núcleo da célula hospedeira. Sabe-se que ambos os grupos infectam a ameba Acanthamoeba.

A descoberta

A equipe de Matthieu Legendre decidiu estudar o potencial das camadas de permafrost da Sibéria para preservar microrganismos, e também vírus. As camadas de permafrost apresentam algumas particularidades favoráveis à preservação de microrganismos, como pH neutro e escassez de oxigênio.

‘Permafrost’ no ponto mais setentrional do Ártico. Suas camadas de gelo apresentam características favoráveis à preservação de microrganismos, como escassez de oxigênio e pH neutro. (foto: Brocken Inaglory/ Wikimedia Commons – CC BY-SA 3.0)

Tomando cuidado para evitar contaminação, os pesquisadores realizaram seus estudos em amostras congeladas coletadas em 2000 na região de Chukotka, às margens do rio Anui. Segundo datações, essas camadas se formaram há pelo menos 30 mil anos (Pleistoceno tardio).

No início, as amostras revelaram a presença de estruturas semelhantes a vírus. Após isolá-las e realizar os procedimentos padrão relativos a amplificação, os pesquisadores examinaram o material ao microscópio eletrônico e verificaram que se tratava de um novo vírus, gigante, batizado de Pithovirus sibericum.

O novo vírus siberiano possui características dos dois grupos e algumas próprias, demonstrando que pertence a um terceiro grupo de vírus gigantes.

 

Sua morfologia geral assemelha-se ao grupo dos Pandoravirus, mas se diferencia por ser maior (1,5 micrômetros de comprimento e 500 nanômetros de diâmetro) e apresentar na parte superior uma estrutura hexagonal. Curiosamente, depois de sequenciado, descobriu-se que o genoma do vírus siberiano era menor, compreendendo apenas 600 kb – 1 kb (kilo pares de base) corresponde a 1.000 bp.
Para verificar sua possibilidade de infectar organismos, os pesquisadores colocaram o novo vírus em contato com uma cultura de Acanthamoeba castellanii. Verificaram então que o vírus continuava ativo, infectando essa ameba em um período de 10 a 20 horas.

A estratégia de replicação também era distinta da dos Pandoravirus e semelhante à dos Megaviridae, por não envolver o núcleo da célula. Ou seja, o novo vírus siberiano possui características dos dois grupos e algumas próprias, demonstrando que pertence a um terceiro grupo de vírus gigantes.

Consequências

O estudo do Pithovirus apresenta várias implicações, algumas interessantes e outras preocupantes. Por um lado, a descoberta mostra que sabemos pouco sobre esses vírus gigantes, que parecem bem mais diversificados do que se supunha até agora.
Como esses agentes infecciosos fazem parte dos vírus DNA (assim chamados por conter DNA como material genético), o fato de se encontrar um deles com possibilidade de ainda estar ativo confirma a hipótese de que o DNA pode se manter por um período de tempo geológico extenso.

Essa é a primeira vez que se comprova a viabilidade de um vírus tão antigo

Já haviam sido encontradas evidências de que vírus e seus hospedeiros podem se manter preservados em rochas por longo tempo, como o Coccolithovirus e seu hospedeiro, revelados a partir de dados genéticos preservados em sedimentos de 7.000 anos na base do mar Negro.
Mais antigo ainda é o registro do tomato mosaic tobamovirus, obtido em testemunhos de gelo da Groenlândia, cuja idade varia de 500 a 140 mil anos. No entanto, essa é a primeira vez que se comprova a viabilidade de um vírus tão antigo.
Seria então possível um dia um vírus ‘extinto’ – gigante ou não – com potencial de afetar animais, inclusive a nossa espécie, acabar reaparecendo? No momento, os cientistas não têm uma resposta segura, já que as condições para infectar a ameba pelo Pithovirus foram estabelecidas em laboratório e não na natureza.

Comparação de fotos do Alasca mostra que a geleira McCarty, com cerca de 20 km, visível em 1909, não aparece na imagem de 2004. O aquecimento global em áreas circumpolares pode expor vírus no meio ambiente. (imagens: Ulysses Sherman Grant/ USGS Photo Library, 1909 e Bruce F. Molnia/ USGS, 2004)

Mas a pergunta é válida, uma vez que o degelo do permafrost na Sibéria e em outras áreas é contínuo, liberando no meio ambiente microrganismos distintos de tudo o que conhecemos e que há muito tempo desapareceram da face da Terra.

De qualquer forma, o estudo de Matthieu e colegas confirma a noção de que o aquecimento global e o desenvolvimento industrial em áreas circumpolares podem levar à exposição de vírus em distintos ecossistemas. Até mesmo a perfuração de camadas congeladas antigas para prospecção de petróleo no Ártico, por exemplo, pode trazer à superfície vírus preservados há milhares de anos.