Como uma equipe brasileira sequenciou o coronavírus em 48 horas e revelou rotas diferentes de chegada

Uma amostra chegou ao Adolfo Lutz em 26 de fevereiro

Em 26 de fevereiro de 2020, o Instituto Adolfo Lutz confirmou o primeiro caso de COVID-19 no Brasil. Na manhã daquele dia, depois que a amostra chegou ao instituto, cinco pesquisadores começaram a trabalhar no laboratório para ler o material genético do vírus. A biomédica Jaqueline Goes de Jesus coordenava a equipe ao lado de Claudio Tavares Sacchi.

O prazo importava. Um genoma viral informa quais mudanças o vírus carrega e permite comparar uma amostra com outras espalhadas pelo mundo. Com essa comparação, epidemiologistas conseguem investigar se casos têm a mesma origem, se uma transmissão aconteceu dentro do país e por onde uma cadeia pode ter chegado. Em uma epidemia, esperar semanas transforma uma pista em retrospectiva.

Dois dias depois, em 28 de fevereiro, a equipe divulgou a sequência completa do genoma do primeiro caso brasileiro. O resultado veio no começo da crise, quando ainda havia poucas amostras disponíveis e cada comparação podia mudar a leitura do caminho do vírus.

O laboratório precisava responder antes que a epidemia ganhasse distância

O obstáculo era fazer uma leitura genética em um centro de vigilância, com uma amostra clínica recém-confirmada, e entregar os dados enquanto as equipes de saúde ainda tentavam entender o que estava acontecendo.

A equipe já vinha se preparando. O Centro Conjunto Brasil-Reino Unido para Descoberta, Diagnóstico, Genômica e Epidemiologia de Arbovírus, conhecido como CADDE, havia treinado pesquisadores do Adolfo Lutz e da USP para usar uma tecnologia de sequenciamento por nanoporos. O método tinha sido usado antes no monitoramento de zika, mas o rastreamento da origem daquele vírus só havia sido feito cerca de um ano depois do fim da epidemia.

Desta vez, a preparação estava no lugar antes do primeiro caso. A parceria reunia o laboratório paulista, o Instituto de Medicina Tropical da USP e colaboradores das universidades de Birmingham, Edimburgo e Oxford. O treinamento da equipe de vigilância local encurtou o caminho entre a confirmação de um diagnóstico e a publicação de uma sequência.

A proposta é realmente ajudar os serviços de saúde e não apenas publicar as informações meses depois que o problema ocorreu.

Um dispositivo portátil transformou a amostra em leitura genética

O trabalho começou com a extração do RNA do vírus. Em seguida, os pesquisadores converteram esse material em DNA complementar, fizeram cópias suficientes para a leitura e colocaram o produto em um sequenciador MinION. O equipamento, descrito na época como pequeno e parecido com um pen-drive, lê os fragmentos enquanto o computador os organiza contra um genoma de referência.

A lógica pode ser comparada à conferência de várias cópias de uma receita. Pequenas alterações que aparecem em uma cópia e depois em outras ajudam a reconstruir de qual cozinha cada versão saiu. No caso do vírus, essas alterações são comparadas entre genomas completos para estimar relações de transmissão.

O procedimento brasileiro usou protocolos abertos da rede ARTIC, com colaboração remota de pesquisadores britânicos. A leitura foi concluída na manhã de 28 de fevereiro e publicada no Virological.org, fórum usado por virologistas, epidemiologistas e especialistas em saúde pública. A equipe compartilhou os dados para que a análise começasse enquanto a crise avançava.

Goes de Jesus havia aprendido a tecnologia no projeto ZiBRA, que percorreu cidades do Nordeste em um ônibus para sequenciar zika em campo, e ajudou a adaptar protocolos de genomas completos. Quando surgiu um vírus novo, essa experiência ajudou a equipe a trabalhar com a ferramenta disponível.

O primeiro mapa mostrou que havia mais de uma rota de chegada

A primeira sequência brasileira foi comparada com 127 genomas completos de 17 países. O material tinha três mutações em relação à sequência identificada em Wuhan e maior proximidade com amostras europeias. A leitura apontava uma possível rota pelo norte da Itália, e a comparação molecular ganhou sentido quando foi combinada com a história de viagem do paciente.

A investigação continuou. Em um estudo publicado na Revista do Instituto de Medicina Tropical de São Paulo, Goes de Jesus e os colegas analisaram os primeiros casos confirmados e concluíram que o início da transmissão no país envolveu múltiplas introduções independentes vindas da Itália, além de transmissão local.

A sequência passou a funcionar como uma peça para separar cadeias que pareciam iguais, localizar conexões com surtos de outros lugares e identificar quando uma transmissão já começava a acontecer localmente.

A comparação de cerca de 15 dias para grupos internacionais com os dois dias brasileiros mostra por que a janela importava: a vigilância pôde começar a investigar as cadeias enquanto os casos ainda estavam acontecendo.

A vigilância recebeu a pista enquanto a cadeia ainda podia ser investigada

A história de Jaqueline Goes de Jesus começa com uma amostra no Adolfo Lutz, mas dependeu de uma cadeia inteira: treinamento em uma epidemia anterior, protocolos abertos, equipamento portátil, análise compartilhada e uma equipe de vigilância capaz de agir no mesmo lugar em que o diagnóstico era confirmado.

Em uma nova epidemia, esse intervalo muda o que a vigilância consegue perguntar. A equipe transformou a amostra do primeiro caso em informação pública enquanto ainda era possível investigar por onde o vírus havia entrado e se os casos seguintes pertenciam à mesma cadeia.