Levantamento em 102 cidades revela mais de 40 mil novos vírus

Estudo com participação brasileira analisou amostras de estações de metrô, hospitais, agências bancárias, solo e esgoto de 31 países. Triagem genética usou ferramenta desenvolvida por pesquisador da USP

Thabata Oliveira | Agência FAPESP * – Um mapeamento em escala global revelou a existência de dezenas de milhares de vírus desconhecidos pela ciência que circulam em ambientes de grande fluxo humano, como estações de transporte, hospitais e redes de esgoto. Detalhado em artigo publicado em julho na revista Nature Communications, o estudo analisou 2.922 amostras recolhidas em 102 cidades de 31 países – incluindo São Paulo. A partir desses dados, uma equipe internacional com participação brasileira consolidou o UPVAtlas (sigla em inglês para Atlas de Vírus de RNA Urbanos e Periurbanos), catalogando 54.945 espécies virais, das quais cerca de 77% nunca haviam sido descritas. O trabalho joga luz sobre uma imensa e inexplorada diversidade biológica, revelando a complexidade dos microrganismos invisíveis no cotidiano das cidades.

Os vírus de RNA, que foram foco da pesquisa, são aqueles que guardam suas instruções genéticas em moléculas de RNA, e não de DNA. Entre eles estão os causadores de doenças como dengue, zika, gripe, febre amarela e COVID-19 – e é justamente daí que vem boa parte do que se sabe sobre o grupo.

“Nós conhecíamos vários vírus causadores de doenças, mas subestimávamos muito a diversidade viral na natureza. Quando você procura um vírus a partir de uma doença, já existe um viés, porque todos os vírus que não causam doenças acabam sendo ignorados. A partir do momento em que conseguimos analisar o que está presente em uma amostra sem esse viés, temos uma visão mais ampla da diversidade viral”, diz Antônio Pedro Camargo, professor do Departamento de Bioquímica do Instituto de Química da Universidade de São Paulo (IQ-USP) e um dos autores do estudo. Camargo integra o Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (CEPID B3), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão apoiado pela FAPESP.

Metatranscriptoma

A maior parte do material – 1.862 das 2.922 amostras – foi coletada pelo consórcio MetaSUB, que investiga o microbioma de ambientes urbanos. As coletas ocorreram entre março e julho de 2020, durante a pandemia de COVID-19, e seguiram um protocolo padronizado: um tipo de cotonete (swab) era esfregado em superfícies de contato frequente, como corrimãos, bancos e máquinas de bilhetes. As outras amostras foram recuperadas de um banco público de dados de sequenciamento e cobrem o entorno das cidades, como solo, sedimento, água doce, esgoto e estufas.

Os materiais foram analisados por metatranscriptômica, técnica que permite sequenciar simultaneamente o conjunto de moléculas de RNA presentes em uma amostra. “Imagine que você pega um punhado de terra. Ali tem bactéria, vírus de bactéria [bacteriófagos], outros microrganismos, insetos, tudo o que você possa imaginar”, exemplifica Camargo. Em vez de isolar cada organismo, os pesquisadores extraem e sequenciam todo o conjunto de RNA da amostra.

O resultado é um volume grande de fragmentos sem identificação. “Você vai ter um monte de pedaços de genomas e não sabe, a princípio, de que se trata. São só sequências de letras. O desafio é saber: cada pedacinho de genoma na amostra corresponde a quê? É uma bactéria? É um vírus? Se é um vírus, qual tipo?”, descreve o pesquisador.

Essa triagem foi feita com auxílio do geNomad, ferramenta de bioinformática desenvolvida por Camargo. O programa, segundo ele, “permite processar milhões de sequências de fragmentos de material genético e determinar quais correspondem a genomas de vírus”.

Para organizar o que havia sido encontrado, os pesquisadores compararam as sequências de uma enzima presente em todos os vírus de RNA – a RdRP (RNA polimerase dependente de RNA), responsável pela replicação do vírus – e reconstruíram as relações de parentesco entre eles. Alguns se mostraram tão diferentes de tudo o que já havia sido descrito que os autores propuseram criar novas categorias para acomodá-los: dois filos, além de uma nova classe e vários agrupamentos que seguem sem classificação. A proposta é preliminar. “Isso é tudo computacional. Você precisa de mais informações para dizer formalmente que esses são de fato grupos completamente novos”, pondera Camargo.

O levantamento, contudo, revelou apenas uma parte da real diversidade microbiana. As curvas de acumulação – que medem quantos vírus inéditos aparecem a cada nova coleta analisada – não estabilizaram em praticamente nenhum tipo de amostra, sinal de que os quase 55 mil vírus catalogados representam apenas uma fração do que existe nesses locais.

“Há uma diversidade viral muito grande, maior do que a gente já conhecia. Acho que esse é o ponto principal do artigo”, opina Camargo.

Hospedeiros

A descoberta não significa que as cidades estejam repletas de novos vírus capazes de causar doenças em seres humanos. Só foi possível propor um potencial hospedeiro para cerca de um terço das sequências e, nesse conjunto, mais da metade corresponde a vírus que infectam bactérias.

Uma parcela pequena, porém, tem potencial de infectar vertebrados. Ao cruzar os dados com a base The Global Virome in One Network (VIRION), que reúne associações documentadas entre vírus e vertebrados, os autores identificaram 60 vírus com alta probabilidade de infectar humanos e 47 de acometer outros mamíferos. Dos 60, 19 vieram de ambientes urbanos e 34 de amostras de origem animal.

A pesquisa também identificou 166 bacteriófagos – vírus especializados em atacar e destruir bactérias – com histórico de infecção em quatro linhagens do grupo ESKAPE, que reúne microrganismos de importância clínica, como Staphylococcus aureus. Segundo o estudo, esse conjunto pode abrir uma linha de investigação sobre o uso desses vírus no combate a esses patógenos, por meio da chamada fagoterapia (leia mais em: revistapesquisa.fapesp.br/fagoterapia-avanca-no-brasil-como-alternativa-contra-superbacterias/).

Vigilância

De modo geral, superfícies urbanas, como ruas, bancos, estações e lojas, apresentaram diversidade viral menor que a de ambientes naturais, como solo e sedimento – indício, segundo os autores, de que a atividade humana tende a homogeneizar essas comunidades. O esgoto foi a exceção: exibiu uma das maiores diversidades do levantamento, o que reforça seu potencial para o monitoramento ambiental.

Entre as amostras de hospitais, as cidades de São Paulo e Islamabad, no Paquistão, apresentaram abundância maior de vírus de famílias patogênicas para vertebrados do que Baltimore, nos Estados Unidos, e Seul, na Coreia do Sul. Camargo pede cautela na leitura desses dados: “É muito difícil inferir qualquer explicação biológica a partir disso. Pode ser só amostragem”. O próprio estudo reconhece a limitação: há países representados por um único tipo de ambiente, o que impede separar o efeito do local do efeito do país.

Ao reunir sequências de diferentes cidades e ambientes em um mesmo catálogo, o UPVAtlas cria um ponto de partida para comparações futuras: será possível confrontar o que existe em uma cidade hoje com o que existirá em dez anos e investigar como as comunidades virais mudam conforme o ambiente e a localização.

Para Camargo, conhecer essa diversidade é importante justamente porque os vírus estão em constante evolução. “Esse processo está intimamente relacionado à capacidade que eles têm de infectar organismos, porque os vírus só sobrevivem se forem capazes de se reproduzir nas células de hospedeiros”, diz.

O artigo Diversity and distinctive characteristics of the global RNA virome in urban and peri-urban environments pode ser lido em: nature.com/articles/s41467-026-73605-z.

* Thabata Oliveira é bolsista de Jornalismo Científico da FAPESP vinculada ao IQ-USP.