Dois investigadores portugueses, trabalhando em universidades americanas sem nunca se terem encontrado, chegaram de forma independente à mesma fronteira do conhecimento: compreender por que razão o SARS-CoV-2 atravessa certas barreiras biológicas e é detido por outras. O seu trabalho, assente na análise computacional da proteína ACE2, revela que a vulnerabilidade ou imunidade de uma espécie pode depender de diferenças tão ínfimas quanto dois ou três aminoácidos — e que 40% das espécies em risco já se encontram ameaçadas de extinção. Para além de mapear o presente, esta investigação aponta para
Cientistas portugueses mapeiam animais imunes e susceptíveis ao SARS-CoV-2
Diferenças de dois ou três aminoácidos fazem toda a diferença entre imunidade e susceptibilidade
Mark
Como é que dois cientistas portugueses que não se conheciam acabaram por trabalhar no mesmo problema?
Mimi
Não foi planeado. Joana estava a estudar quais os animais susceptíveis ao vírus usando análise computacional de sequências genéticas. João estava a fazer algo semelhante, mas focando-se na estrutura molecular das proteínas. Ambos chegaram a conclusões complementares, e quando João contactou o jornal para falar sobre o seu trabalho, mencionou também o de Joana. Perceberam que estavam a contar a mesma história de ângulos diferentes.
Mark
Então a proteína ACE2 é a chave para tudo isto?
Mimi
Exactamente. É o receptor que o vírus usa para entrar nas células. Se a ACE2 de uma espécie encaixa bem com a spike do vírus, há risco de infecção. Se encaixa mal, a espécie é provavelmente imune. Mas é mais subtil do que parece — diferenças de apenas dois ou três aminoácidos podem fazer toda a diferença.
Mark
Porque é que uma galinha é imune e um chimpanzé não?
Mimi
Porque a ACE2 da galinha tem uma estrutura atómica ligeiramente diferente. Quando a spike do vírus tenta encaixar, não consegue. É como tentar encaixar uma chave numa fechadura ligeiramente diferente — não funciona. No chimpanzé, a ACE2 é muito semelhante à humana, por isso o vírus consegue entrar.
Mark
E isto pode realmente ajudar a criar medicamentos?
Mimi
Sim. Se conseguirmos desenhar versões artificiais da ACE2 que encaixem ainda melhor na spike do que a versão natural, podemos usá-las como armadilhas. O vírus fica preso a elas e não consegue infectar as nossas células. Os modelos que Joana e João desenvolveram podem servir de plano para isso.
Mark
Mas há limitações, certo?
Mimi
Muitas. O encaixe das proteínas é apenas o primeiro passo. O vírus pode entrar na célula e depois não conseguir replicar-se. Ou pode haver outros mecanismos de infecção que não envolvem a ACE2. Por isso, os resultados são previsões que precisam de ser testadas em laboratório.
Mark
O que é mais preocupante — os animais que podem ser infectados ou os que podem ser reservatórios?
Mimi
Ambos. Se 40% das espécies susceptíveis estão ameaçadas, há risco de o vírus afectar populações selvagens já vulneráveis. Mas se certas espécies se tornarem reservatórios do vírus, podem transmiti-lo de volta aos humanos, criando ciclos de infecção. É por isso que este mapeamento é importante para a prevenção de futuras pandemias.
Le Pouls
- A descoberta de que gorilas, chimpanzés e golfinhos partilham com os humanos um risco elevado de infecção levanta alarmes urgentes para a conservação de espécies já fragilizadas.
- A tensão entre previsão computacional e validação experimental mantém os resultados num estado de promessa cautelosa — os modelos apontam caminhos, mas não garantem certezas.
- A identificação de diferenças de apenas dois ou três aminoácidos como barreira à infecção redefine a escala em que a biologia decide entre vulnerabilidade e imunidade.
- Gatos e cães surgem como casos de risco baixo a médio, tranquilizando milhões de famílias, mas reforçando a necessidade de vigilância nos animais domésticos.
- Os modelos moleculares desenvolvidos abrem uma via terapêutica concreta: proteínas ACE2 artificiais que funcionariam como armadilhas para capturar o vírus antes de este atingir as células humanas.
Dois investigadores portugueses, trabalhando em universidades americanas sem nunca se terem encontrado, chegaram de forma independente à mesma fronteira do conhecimento: compreender por que razão o SARS-CoV-2 atravessa certas barreiras biológicas e é detido por outras. O seu trabalho, assente na análise computacional da proteína ACE2, revela que a vulnerabilidade ou imunidade de uma espécie pode depender de diferenças tão ínfimas quanto dois ou três aminoácidos — e que 40% das espécies em risco já se encontram ameaçadas de extinção. Para além de mapear o presente, esta investigação aponta para um futuro em que o próprio vírus pode ser capturado por armadilhas moleculares inspiradas na diversidade animal.
Joana Damas, de Castelo de Paiva, e João Rodrigues, de Coimbra, trabalham em lados opostos da América — ela no Instituto do Genoma da Universidade da Califórnia em Davis, ele no Departamento de Biologia Estrutural de Stanford. Nunca se tinham cruzado, mas ambos se debruçaram sobre a mesma questão: como decide o SARS-CoV-2 quais as espécies que pode infectar?
Damas analisou computacionalmente os genomas de dezenas de mamíferos, comparando sequências de 25 aminoácidos responsáveis pela ligação entre o vírus e o receptor celular ACE2. Os resultados foram simultaneamente esclarecedores e inquietantes: gorilas e chimpanzés apresentam risco muito elevado, semelhante ao humano; veados e golfinhos surgem em risco alto; gado bovino e ovinos em risco médio. Mais perturbador ainda, cerca de 40% das espécies identificadas como susceptíveis estão classificadas como ameaçadas pela União Internacional para a Conservação da Natureza. Quanto aos animais domésticos, os dados tranquilizam — cães têm risco baixo, gatos risco médio, e a transmissão inversa para humanos é considerada extremamente reduzida.
Rodrigues abordou a questão por outro ângulo, modelando a interacção molecular entre a proteína spike do vírus e a ACE2 em cerca de 30 espécies. A sua descoberta central é de uma elegância perturbante: a galinha é imune porque a sua ACE2 encaixa muito menos bem na spike viral do que a versão humana — e essa diferença resume-se a apenas dois ou três aminoácidos. O investigador identificou também variantes que aumentam a susceptibilidade, presentes em furões e pangolins.
Ambos reconhecem que os seus modelos são previsões que aguardam validação experimental. Um bom encaixe molecular não garante infecção; um encaixe fraco não garante imunidade absoluta. Ainda assim, as implicações práticas são significativas: os modelos podem ajudar a identificar reservatórios animais do vírus e a reduzir o risco de futuras pandemias. E, mais promissor ainda, Rodrigues sugere que versões artificiais da proteína ACE2, desenhadas para se ligar com grande afinidade à spike viral, poderiam funcionar como armadilhas moleculares — capturando o vírus antes de este alcançar as células humanas. O que começou como um mapa da vulnerabilidade animal pode tornar-se uma ferramenta para proteger a espécie humana.
Dois cientistas portugueses que trabalham em universidades americanas mapearam quais as espécies animais que correm risco de infecção pelo SARS-CoV-2 e quais as que parecem estar protegidas pelo vírus. O trabalho, desenvolvido em paralelo mas de forma complementar, oferece pistas sobre como o coronavírus interage com diferentes organismos e pode abrir caminho para novos tratamentos.
Joana Damas, investigadora de 33 anos nascida em Castelo de Paiva, trabalha no Instituto do Genoma da Universidade da Califórnia em Davis. João Rodrigues, com 34 anos e natural de Coimbra, é investigador pós-doutorado no Departamento de Biologia Estrutural de Stanford. Os dois nunca se tinham cruzado antes, mas ambos se debruçaram sobre a mesma questão fundamental: como é que o vírus consegue ou não infectar diferentes espécies animais? Damas utilizou técnicas computacionais para analisar genomas e proteínas e prever quais os mamíferos susceptíveis à infecção. Rodrigues construiu um modelo molecular que explica o porquê de certas espécies serem imunes. Ambos focaram-se na proteína ACE2, o receptor que o vírus usa para entrar nas células humanas, e na proteína spike do SARS-CoV-2.
O estudo de Damas, publicado na revista PNAS, identificou um número elevado de espécies de mamíferos com potencial para serem infectadas. A investigadora comparou as sequências genéticas de 25 aminoácidos responsáveis pela ligação entre o vírus e o receptor celular, classificando cada espécie de acordo com o risco previsto. Os resultados foram preocupantes sob certos aspectos: cerca de 40% das espécies identificadas como tendo potencial de infecção estão classificadas como ameaçadas pela União Internacional para a Conservação da Natureza. Gorilas e chimpanzés apresentam um risco muito elevado, semelhante ao dos humanos. Veados e golfinhos surgem na categoria de risco alto. Gado bovino, ovelhas e cabras têm risco médio, com possíveis implicações para a produção alimentar. Porcos, cavalos, elefantes e várias aves aparecem com risco baixo. No fundo da lista, corvos e jacarés têm um potencial de infecção muito baixo.
Quanto aos animais de estimação, os resultados tranquilizam: cães apresentam risco baixo e gatos risco médio. Os dados confirmam o que já se observava na prática — cães e gatos infectados não desenvolvem sintomas ou apresentam apenas manifestações muito ligeiras. Embora humanos possam transmitir o vírus a estes animais, o risco inverso é extremamente reduzido. Damas ressalva, porém, que as suas previsões baseiam-se apenas em semelhanças de sequência e requerem validação experimental. O potencial para infecção através da proteína ACE2 não garante que um animal desenvolva sintomas, pois isso depende de outros mecanismos como o sistema imunitário de cada espécie.
O trabalho de Rodrigues, aceite para publicação na revista PLoS Computational Biology, aborda a questão por outro ângulo. Ao estudar a interacção entre a proteína spike e a ACE2 em cerca de 30 espécies, o investigador descobriu diferenças estruturais subtis que explicam a imunidade de certas espécies. A galinha, por exemplo, é imune porque a sua proteína ACE2 encaixa muito menos bem na spike do vírus do que a versão humana. As diferenças são minúsculas — apenas dois ou três aminoácidos — mas suficientes para travar a infecção. Rodrigues identificou também variantes na ACE2 que têm o efeito oposto, aumentando a interacção com o vírus. Estas variantes surgem em espécies susceptíveis como o furão e o pangolim, mas não em humanos.
Os dois cientistas reconhecem as limitações dos seus modelos. Mesmo que as proteínas encaixem bem, o vírus pode conseguir entrar na célula mas ser incapaz de se multiplicar. Inversamente, um encaixe fraco não garante imunidade absoluta. Por isso, ambos sublinham que os seus resultados são previsões que necessitam validação independente por outros investigadores. Apesar destas ressalvas, o trabalho tem implicações práticas significativas. Os modelos podem ajudar a identificar organismos adequados para estudar a infecção em laboratório e a detectar potenciais reservatórios animais do vírus, reduzindo o risco de futuras pandemias.
Mais importante ainda, os achados abrem portas para o desenvolvimento de novos fármacos. Rodrigues sugere que versões artificiais da proteína ACE2, desenhadas para encaixar muito melhor na spike do vírus, poderiam funcionar como armadilhas, prendendo o vírus e impedindo-o de infectar células humanas. Os modelos desenvolvidos a partir de cerca de 30 espécies diferentes poderiam servir de base para construir estas versões terapêuticas. Assim, a investigação que começou como uma tentativa de compreender a vulnerabilidade de diferentes animais pode transformar-se numa ferramenta para proteger os humanos.
Citations marquantes
O facto de haver potencial para infecção através da proteína ACE2 não quer dizer que estes animais irão apresentar sintomas, já que isso depende de outros mecanismos— Joana Damas
Podemos usar versões artificiais da proteína ACE2 como armadilhas para que o vírus fique preso a elas e não consiga infectar as nossas células— João Rodrigues
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