Pesquisa traça história evolutiva do vírus da dengue tipo 2 no Brasil

19/04/2013

Por Karina Toledo
Agência FAPESP – Uma pesquisa publicada na revista PLoS One mapeou, no Brasil, a história evolutiva do sorotipo 2 do vírus da dengue (DENV-2) – uma das quatro espécies transmitidas ao homem pelo mosquito Aedes aegypti .

Os resultados revelam a circulação simultânea de diferentes linhagens de DENV-2 no país, o que pode estar associado a um maior número de surtos epidêmicos e de manifestações graves da doença quando comparado aos outros três sorotipos da dengue. A existência de uma maior variabilidade genética entre o DENV-2 também tem sido apontada como causa do insucesso em testes com vacinas.

Resultados indicam grande variabilidade genética e circulação simultânea de diferentes linhagens, o que eleva o risco de surtos epidêmicos e dificulta a criação de vacinas (célula do vetor infectada com o vírus da dengue tipo 2/foto:Monika Barth/IOC) 

Para mapear a diversidade filogenética e filogeográfica do vírus, ou seja, o caminho evolutivo trilhado em diferentes regiões do país, pesquisadores da Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto (Famerp), da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF) e do Massachusetts Institute of Technology (MIT), nos Estados Unidos, realizaram o sequenciamento completo de 12 amostras de DENV-2 de pacientes atendidos em São José do Rio Preto durante a epidemia de 2008. Os dados foram comparados com amostras de bancos de dados genéticos de dengue do Brasil e do mundo.

O trabalho foi coordenado por Mauricio Lacerda Nogueira, do Laboratório de Pesquisas em Virologia da Famerp, e contou com financiamento da FAPESP e da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig) e apoio da Secretaria de Saúde de São José do Rio Preto e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia (INCT) em Dengue.

“Dentro de cada uma das quatro espécies de vírus causadoras da dengue existem diferentes genótipos. Dentro de cada genótipo ainda há variações genéticas que chamamos de clados ou linhagens. Nossos dados mostram que três diferentes linhagens de DENV-2 entraram no Brasil nos últimos 30 anos e todas elas pertencem ao genótipo Americano/Asiático”, disse Nogueira.

Segundo o pesquisador, há ao todo seis diferentes genótipos do DENV-2. O genótipo Americano/Asiático, que estima-se teria vindo do Vietnã via Cuba, predomina hoje em todo o continente americano. “O genótipo Americano existente na região originalmente foi expulso por uma versão do vírus oriunda da Ásia, mais agressiva e mais adaptada às condições epidemiológicas das Américas”, explicou.
As três diferentes linhagens de DENV-2 analisadas no estudo foram chamadas pelos pesquisadores de BR1, BR2 e BR3. Diferem geneticamente entre si por 37 alterações de aminoácidos. Essas variações, segundo Nogueira, encontram-se na região do genoma do vírus que mais interage com o sistema imunológico humano.

Os resultados divulgados na PLos One indicam que a primeira introdução do genótipo Americano/Asiático teria ocorrido entre 1988 e 1989, possivelmente no Rio de Janeiro. Essa linhagem, batizada de BR1,teria circulado continuamente em diferentes regiões do país por pelo menos 14 anos.
Entre 1998 e 2000 teria ocorrido a introdução da linhagem BR2, mais restrita à região Nordeste do país. Paralelamente, em 1999, o BR3 teria aparecido no Sudeste e, em 2001, na região Norte, causando grandes epidemias no Rio de Janeiro e em São Paulo entre 2007 e 2008 e superando as outras duas linhagens em termos de número de casos e de manifestações graves.

Presença constante

“Fizemos um estudo semelhante com o DENV-1, publicado em 2012 na revista Archives of Virology, no qual mostramos que, quando uma nova linhagem do vírus emergia, a anterior desaparecia completamente. Mas, no caso do DENV-2, existem períodos em que há dois clados diferentes circulando ao mesmo tempo no país, o que torna esse vírus mais perigoso. A maior variabilidade genética favorece epidemias”, disse Nogueira.

Não é por coincidência, afirmou o pesquisador, que o DENV-2 é há pelo menos dez anos uma presença constante no interior de São Paulo, enquanto os demais sorotipos causam epidemias em anos específicos e depois desaparecem por longos períodos. “Ao analisar os dados do Ministério da Saúde é possível detectar dengue do tipo 2 todos os anos no Brasil e em diferentes regiões”, disse.
Há alguns anos, o consenso entre os especialistas era de que, uma vez afetado por um sorotipo da dengue, o indivíduo ficaria imune àquela espécie do vírus, mesmo se infectado por diferentes genótipos e linhagens. Mas estudos recentes têm levantado novos questionamentos entre os cientistas.
Em artigo publicado na The Lancet em 2012, pesquisadores do laboratório Sanofi Pasteur reportaram o sucesso apenas parcial da vacina tetravalente contra a dengue testada em 4 mil crianças com idades entre 4 e 11 anos na Tailândia.

Entre os sorotipos DENV-1, DENV-3 e DENV-4, a taxa de eficiência ficou entre 60% e 90%. Mas o sorotipo DEN-2 resistiu quase que totalmente aos efeitos da vacina. Uma das razões apontadas no estudo seria a diferença entre os clados circulantes na população da Tailândia e os usados para fazer o imunizante.

Outros testes com a vacina da Sanofi estão em andamento em dez países da Ásia e da América Latina, entre eles o Brasil, com 31 mil crianças e adolescentes.
“Não sabemos se os resultados brasileiros serão parecidos com os da Tailândia. Pode ser, por exemplo, que aqui a vacina funcione contra o DENV-2 e não funcione contra o DENV-4. Precisamos de mais estudos para entender a evolução dos quatro sorotipos, as variações de linhagem e o quanto isso importa em termos de resposta imune, do número de casos e da gravidade da doença”, afirmou Nogueira.
Para o pesquisador, no entanto, o mais provável é que os resultados apontem para a necessidade de desenvolver vacinas específicas para cada país e para cada região.
“Temos de conhecer exatamente qual tipo de vírus está circulando em um local para saber o tipo de vacina que precisamos. Assim como não é possível fazer uma vacina genérica contra a gripe, talvez tenhamos que fazer vacinas diferentes contra a dengue. Mas precisamos de mais dados dos ensaios em andamento para saber ao certo”, ponderou.

Nogueira também coordena, com apoio da FAPESP e da prefeitura de São José do Rio Preto, um projeto de vigilância em dengue para acompanhar em tempo real o que acontece no município, que atualmente enfrenta uma forte epidemia.
“Já foram registrados mais de 8 mil casos somente em 2013 e nossos dados indicam que mais de 90% correspondem ao DENV-4, que aparentemente é menos agressivo. O número de casos graves não está sendo grande”, contou.

Entre 2009 e 2010, a região enfrentou uma epidemia de DENV-1 com mais de 20 mil casos. Com epidemias tão próximas causadas por diferentes vírus e a presença constante do DENV-2, o risco de a população sofrer infecções repetidas aumenta, o que eleva também o risco de manifestações graves, alertou o pesquisador.

O artigo Circulation of Different Lineages of Dengue Virus 2, Genotype American/Asian in Brazil: Dynamics and Molecular and Phylogenetic Characterization (doi: 10.1371/journal.pone.0059422) pode ser lido em www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0059422

Rede de filogeografia

12/11/2010
Por Alex Sander Alcântara
Agência FAPESP – Para promover o desenvolvimento das pesquisas em filogeografia é preciso uma maior comunicação e integração entre as áreas relacionadas. A afirmação foi feita por pesquisadores presentes no Simpósio Internacional sobre Filogeografia, organizado pelo Programa Biota-FAPESP nos dias 8 e 9 de novembro na Faculdade de Economia, Administração e Contabilidade da Universidade de São Paulo (USP).
Os cientistas também se comprometeram a, nos próximos seis meses, formatar uma rede colaborativa sobre filogeografia que reúna pesquisadores na América do Sul.

“Precisamos de uma rede de colaboração para integrar áreas e visões e para podermos pensar juntos as importantes questões levantadas no simpósio”, disse João Alexandrino, professor da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) e co-organizador do encontro.

De acordo com Celio Haddad, professor do Instituto de Biociências de Rio Claro da Universidade Estadual Paulista (Unesp) e coordenador do evento, o objetivo do simpósio foi plenamente atingido.
“Nosso objetivo foi divulgar a filogeografia, um ramo multidisciplinar da ciência que reúne um conjunto de áreas. Pretendemos dar um impulso na filogeografia por meio do programa Biota-FAPESP. O simpósio atendeu tanto a especialistas quanto a graduandos que querem iniciar nessa área”, disse Haddad, que também é membro da coordenação do Biota-FAPESP.

“Tivemos a participação de estudantes de biologia, geografia, ecologia, geologia e outras áreas. Além de reunir pesquisadores, quisemos alcançar os graduandos”, disse.
Durante os dois dias, o público deparou com uma complexidade de temas que envolveu desafios e avanços nas pesquisas. Foram apresentados estudos sobre biogeografia e paleoecologia, além de trabalhos filogeográficos em plantas, organismos aquáticos, anfíbios, pássaros e mamíferos.
Durante os debates, os pesquisadores levantaram alguns pontos divergentes, como o conflito entre o papel da taxonomia e da filogeografia. Segundo eles, é preciso uma maior aproximação entre as duas áreas.
Outro ponto levantado disse respeito às fontes de dados disponíveis. “Vimos uma concentração de trabalhos sobre a Mata Atlântica, particularmente na região Sudeste. Mas há muitas regiões não apenas no Brasil como em toda a América do Sul que ainda não foram exploradas nem discutidas”, disse Luciano Beheregaray, professor das universidades Flinders e Macquarie, na Austrália.
Segundo Alexandrino, a concentração de trabalhos na Mata Atlântica e nas regiões Sudeste e Sul se justifica. “A estrutura do simpósio seguiu a lógica das pesquisas. Houve associação com o número de estudos publicados nos últimos anos nessa área”, disse.

Scott Edwards, da Universidade de Harvard, nos Estados Unidos, falou sobre a necessidade de padronizar as diferentes técnicas utilizadas para os estudos filogenéticos. “As diferentes técnicas empregadas nas análises são importantes porque esclarecem similaridades e diferenças entre as espécies”, disse.

Mudança e evolução

10/11/2010
Por Alex Sander Alcântara
Agência FAPESP – Como e por que algumas espécies se adaptam de maneira notável a um meio ambiente em constante mudança? E por que algumas respondem de modo diferente às alterações ambientais?
Apesar de a ciência ainda não ter respostas precisas a essas questões, a filogeografia – associada a áreas como biogeografia, biologia e geociência – tem fornecido ferramentas importantes que têm ajudado a elucidar aspectos relacionados à biologia da evolução.
Além dos desafios da filogeografia, essas questões marcaram o Simpósio Internacional sobre Filogeografia, organizado pelo Programa Biota-FAPESP.


Cientistas contam como a filogeografia tem fornecido ferramentas importantes para entender a evolução de espécies em ambientes em constante mudança (Wikimedia)

Lacey Knowles, da Universidade de Michigan, nos Estados Unidos, destacou o interesse crescente no mundo acadêmico com relação ao uso de dados genéticos para distinguir espécies.
“Os dados genéticos podem oferecer um instrumento valioso para identificar espécies. Contudo, o caminho pelo qual esses dados são interpretados pode levar a conclusões enganosas e, especificamente, a um fracasso em reconhecê-las”, afirmou.
A pesquisadora falou sobre consequências genéticas de mudanças induzidas pela alterações no clima. Os estudos conduzidos por seu grupo pretendem analisar macropadrões genéticos e a adaptação potencial das espécies em determinadas condições.
Para Nuno Ferrand, do Centro de Investigação em Biodiversidade e Recursos Genéticos (Cibio) da Universidade do Porto, em Portugal, o desenvolvimento e a diversificação da biologia, da genética molecular e da genômica, além do advento dos métodos de análise associado à crescente capacidade dos computadores, tornam possível o aumento do conhecimento a respeito de como as espécies se adaptam.
Segundo ele, uma das dificuldades atuais da filogeografia é tentar explicar por que algumas espécies se adaptam e reagem de formas diferentes em relação às mudanças e alterações ambientais.
“Já temos hipóteses consistentes para algumas espécies – como anfíbios, répteis e mamíferos como coelhos –, mas precisamos ampliar de forma substancial a amostragem do número de espécies”, disse à Agência FAPESP.
Em sua palestra no simpósio, Ferrand falou sobre padrões filogeográficos em anfíbios, répteis e em espécies europeias de coelhos como modelo em biologia evolutiva.
“Estudamos esses organismos por serem especialmente adequados para a reconstrução da biogeografia histórica de uma região. A Península Ibérica é um refúgio biológico importante. É um lugar único na Europa para se estudar a dinâmica da diversidade biológica”, afirmou.
Ferrand apresentou um panorama das pesquisas desenvolvidas no Cibio, ligadas à biologia da evolução, em particular à documentação dos padrões de diversidade genética das populações naturais e à compreensão dos processos evolutivos que lhes deram origem.
O biólogo explicou que múltiplos processos evolutivos recentes – como fragmentação, expansão, hibridização, invasões e especiação – desenharam a arquitetura genética de anfíbios e répteis na Península Ibérica, resultando em uma diversidade “complexa e fascinante”.
Um exemplo dessa diversificação são os coelhos da ilha de Porto Santo, próximo à ilha da Madeira, em Portugal, espécie-modelo para estudos evolucionários e utilizados pelo grupo do Cibio há mais de 20 anos.

A multiplicação de coelhos na ilha dificultou a agricultura na região, uma vez que os animais devoraram as plantações. “Depois de se fazer uma análise das variantes genéticas da população de coelhos na ilha, verificamos que toda ela descende de um só casal”, disse.

Segundo ele, os estudos indicam que a coelha-mãe era uma coelha não domesticada. No século 19, já se defendia que esses animais teriam evoluído para uma espécie própria, denominada Lepus huxley. “Mas os estudos genéticos que conduzimos apontaram que não são uma espécie diferente, mas sim a mesma espécie adaptada às condições insulares”, disse.

Fonte: Fapesp

Desafios da filogeografia

9/11/2010
Por Fábio de Castro
Agência FAPESP – “As publicações na área de filogeografia vêm crescendo de forma exponencial, graças à gradual integração entre biólogos e geocientistas, às novas tecnologias de DNA e aos novos métodos estatísticos disponíveis”, disse Luciano Beheregaray, professor das universidades Flinders e Macquarie, da Austrália.
A filogeografia combina biologia e geociência, estudando os processos históricos que podem ser responsáveis pela distribuição geográfica contemporânea de uma espécie.


Em simpósio internacional do Biota-FAPESP, cientista aponta os principais desafios na área de filogeografia, que combina biologia e geociência. Levantamento indica poucos trabalhos justamente sobre as regiões de maior biodiversidade

Segundo Beheregaray, enquanto a maioria esmagadora da produção científica na área vem do hemisfério Norte, a contribuição dos países que concentram a maior parte da biodiversidade do planeta ainda é muito pequena. “Essa distorção dificulta a síntese comparativa da informação produzida globalmente, que é um dos desafios centrais da filogeografia”, disse nesta segunda-feira (8/11), durante o Simpósio Internacional sobre Filogeografia, organizado pelo Programa Biota-FAPESP.

Para reverter esse cenário, segundo o cientista brasileiro radicado na Austrália, é preciso que os países desenvolvidos invistam na pesquisa filogeográfica em países megadiversos, como o próprio Brasil.
“A filogeografia vem crescendo muito, mas os estudos ainda estão muito concentrados nos ambientes terrestres e nos países desenvolvidos. Seria importante investir em trabalhos em áreas de grande biodiversidade, onde há grandes lacunas de informação. Isso permitiria avanços científicos globais”, disse Beheregaray à Agência FAPESP.
Segundo ele, no contexto brasileiro o Estado de São Paulo tem se destacado nos estudos na área. “Mas há uma escassez de trabalhos no resto do país. Seria preciso fazer em todo o Brasil o que a FAPESP faz em São Paulo. Acredito que, para que isso seja feito em um nível satisfatório, será preciso ter recursos do exterior”, disse.

No contexto mundial, segundo Beheregaray, para que a pesquisa avance ainda mais, é preciso que os filogeógrafos deixem de lidar apenas com dados filogenéticos isolados. Ele explica que, como as mutações se acumulam ao longo do tempo, a filogenética é o motor da filogeografia. Mas isso não basta, é fundamental que essas informações sejam combinadas com dados sobre genótipos, por exemplo.
“O filogeógrafo é acima de tudo um naturalista. Um explorador em contato com o trabalho de campo, que precisa ser também um biólogo populacional e um geneticista. É um integrador que lida com uma ampla gama de questões da história natural – da escala dos genes até a escala geológica. Essa característica interdisciplinar torna fundamental a integração de comunidades científicas de vários países e áreas do conhecimento”, afirmou.

Trabalhando fora do Brasil há 14 anos, Beheregaray manteve diversas cooperações no país. O laboratório que coordena, dedicado a investigar a conectividade genética e ecológica de organismos aquáticos, tem atualmente um pós-doutorando e dois doutorandos brasileiros.
Seu grupo realizou um levantamento dos artigos científicos publicados até 2006 em revistas indexadas em busca da palavra-chave “filogeografia”. A análise permitiu perceber um grande crescimento na área nos últimos anos. Cerca de 4 mil artigos foram publicados em duas décadas, com um aumento pronunciado a partir de 2002. As citações também cresceram exponencialmente.
“Em termos de grupos taxonômicos, há uma tendência muito grande para mamíferos – cerca de 20% do total. Peixes e plantas vêm em seguida, com cerca de 15% cada. E os invertebrados – o grupo mais diverso – correspondem a apenas 13%”, disse.
A maioria esmagadora dos artigos, cerca de 81%, utilizava marcadores genéticos como o DNA mitocondrial, sendo que 75% dos estudos utilizaram exclusivamente esses marcadores. Em seguida, aparecem os estudos que utilizam técnicas como SNPs e microssatélites.
Em relação à natureza dos estudos, 68% dos artigos tratavam de um único táxon. Apenas 8% deles faziam uma comparação histórica demográfica e filogeográfica entre dois ou mais táxons.

“O mais alarmante é que em 24% dos estudos havia dados sobre múltiplos táxons, mas não havia comparação histórica. Cada estudo desses é uma chance perdida para usar esses dados de forma mais eficiente. A maioria desses estudos é proveniente dos países em desenvolvimento”, afirmou.
Do total de artigos, 69% tratavam do período Quaternário, 11% do Terciário e 18% de períodos cronológicos indeterminados. “Isso mostra que às vezes falta recorrer às geociências. Temos que ser mais criativos e interagir mais com a geologia, a geofísica, a hidrologia, a glaciologia e com as ciências atmosféricas”, disse.
Lacunas de informação
Para Beheregaray, ainda há uma dificuldade de integração disciplinar a ser superada. ”Muitos geocientistas ignoram tudo o que não é registro físico. Os filogeógrafos são mais integrados, usando outros conjuntos de dados além da genética. Mas muitas vezes são simplistas – e até incorretos – na hora de explorar e interpretar os dados da história da Terra”, disse.
Cerca de 65% dos trabalhos identificados no levantamento feito pelo grupo australiano tratavam de ambientes terrestres, 18% de água doce e 17% de ambientes marinhos. “Na área marinha, que é a de nosso interesse, há imensas lacunas em termos de informação sobre distribuição histórica da diversidade no oceano. Os bioinventários são praticamente inexistentes”, disse.
Das publicações em filogeografia, 77% tratavam de áreas do hemisfério Norte, apesar de a maior parte da biodiversidade global estar no hemisfério Sul. Cenários globais foram enfocados por apenas 6% dos trabalhos.
“A Europa e a América do Norte tiveram participação de 30% cada. Aproximadamente 15% dos estudos foram feitos na Ásia, 7% na Austrália, 7% na África e apenas 6% na América do Sul, que talvez seja o continente mais megadiverso”, disse o cientista.
Entre os países mais megadiversos – Brasil, Indonésia, Colômbia, Austrália, México e Madagascar –, apenas a Austrália apareceu como um dos principais produtores de pesquisa em filogeografia, na quinta colocação mundial. O Brasil ficou em 15º e a Indonésia em 40º.
“Muitos dos hotspots de biodiversidade estão nos trópicos e é preciso que a comunidade científica internacional volte os olhos para essas áreas”, disse Beheregaray.
“Os gestores precisam tomar decisões difíceis sobre o que deve ser protegido e é missão dos cientistas dar aos gestores critérios objetivos para isso. A filogeografia oferece um método muito exato, em alguns casos, para fazer a distinção evolutiva de populações”, afirmou.
Mais informações sobre o workshop internacional, que termina nesta terça-feira (9/11), na Faculdade de Administração, Economia e Contabilidade da Universidade de São Paulo: www.fapesp.br/biota/evento/filogeografia.