A incrível descoberta do mais longo vírus gigante do mundo tem envolvimento de pesquisadores mineiros!

Jônatas Santos Abrahão é o pesquisador líder do Grupo de Estudo e Prospecção de Vírus Gigantes (GEPVIG) do Laboratório de Vírus da UFMG e conversou com o Minas Faz Ciência sobre esse novo e curioso vírus.

Batizado de Tupanvírus, o vírus é considerado por alguns especialistas um elo perdido na evolução: até agora, ninguém sabe de onde ele veio, nem o que surgiu depois dele.

Mas não há motivo para ficar assustado: embora letais para amebas, os vírus gigantes como o Tupan não causam qualquer dano aos seres humanos e ainda podem nos ajudar a desenvolver métodos mais eficazes de diagnóstico de doenças como a dengue.

Confira abaixo a entrevista:

MFC: O que é um vírus gigante e em que ele se diferencia dos demais vírus?

JSA: Os vírus, em geral, são conhecidos por apresentarem partículas muito reduzidas, e com genomas muito simples. Então, a maioria dos vírus, como, por exemplo, da dengue ou da zika, apresentam dimensões que denominamos nanométricas.

Um nanômetro é uma unidade de medida 10 milhões de vezes menor que um centímetro. Ou seja, são muito pequenos. Mas os vírus gigantes possuem partículas e material genético com dimensões e complexidade nunca vistos antes. Eles foram descobertos em 2003, na França, e muitos desses vírus são maiores que bactérias e fungos.

Para você ter uma ideia, se a gente comparar um vírus convencional com um vírus gigante, em relação ao tamanho da partícula, seria semelhante a compararmos um ser humano com um diplodocus, que é um dos maiores dinossauros já descobertos. Eles são muito, muito grandes!

A origem dos vírus gigantes é um grande mistério: ninguém sabe de onde eles surgiram! Muitos pesquisadores acreditam ser um ramo alternativo da vida, porque o genoma, as partículas e estilo de vida deles é muito diferente do restante dos organismos conhecidos. Por isso, eles são alvo de intenso debate entre quem entende muito de evolução na atualidade.

Uma particularidade muito interessante é que o genoma desses vírus é capaz de codificar de centenas a até milhares de proteínas durante um ciclo de infecção no hospedeiro. Dentre as proteínas produzidas pelos vírus gigantes, destacamos aquelas envolvidas na tradução proteica. Essa atividade é essencial para o fluxo da vida e por isso os vírus gigantes são tão interessantes para serem estudados.

MFC: Vírus gigantes são mais letais que outros vírus? Trazem algum perigo para a vida humana?

JSA: A maioria dos vírus gigantes são capazes de se multiplicar em amebas de vida livre. Então, até onde a gente sabe, eles não são capazes de infectar seres humanos. Essa é uma grande vantagem de trabalhar com esses vírus, eles são extremamente bioseguros. Eles são muito letais para amebas, mas para humanos, não causam doenças conhecidas.

MFC: Como foi a descoberta desses vírus gigantes no Brasil?

JSA: O Grupo de Estudo e Prospecção de Vírus Gigantes (GEPVIG) da UFMG é pioneiro nesses estudos. Ele foi criado em 2011, fomos os primeiros a trabalhar na procura e caracterização de vírus gigantes no Brasil.

Até hoje, nosso grupo isolou mais de 200 vírus gigantes em diferentes biomas e grandes cidades brasileiras.Da Lagoa da Pampulha, por exemplo, obtivemos mais de 100 vírus gigantes. Esta lagoa tem sido nosso foco de pesquisa por ser bem conveniente e barato coletar as amostras de água aqui mesmo em Belo Horizonte.

Dentre os vírus gigantes que nosso grupo descobriu, destacamos o primeiro vírus gigante a ser isolado no Brasil, que batizamos de Samba Vírus, que veio da Amazônia brasileira. Outro que foi isolado junto com o Samba, que denominamos Rio Negro, é um vírus que é capaz de parasitar vírus gigantes, os chamados virófagos. O Rio Negro foi o primeiro virófago isolado na América do Sul.

Por fim, merece destaque a descoberta do Tupanvírus, que é o mais longo vírus já isolado no planeta. Este vírus possui o genoma mais sensacional já descrito para um vírus. Este trabalho foi publicado recentemente no periódico Nature Communications.

Grupo de Estudo e Prospecção de Vírus Gigantes (GEPVIG) do Laboratório de Vírus da UFMG. (Foto: Arquivo Pessoal)

MFC: Por que esse vírus é tão sensacional?

JSA: Esses vírus se multiplicam muito bem e muito rápido em amebas e, devido ao fato de possuírem genomas muito grandes, são capazes de tornar a expressão de proteínas dentro da célula excepcionalmente produtiva. Um vírus gigante dentro de uma ameba é uma usina de produzir proteínas. Esse processo, como já falei, é essencial para o desenvolvimento da vida.

Considerando essa característica dos vírus gigantes, tivemos uma ideia, que resultou em um projeto financiado pela FAPEMIG, que propõe a produção de proteínas heterólogas, ou seja, proteínas de outros organismos, utilizando vírus gigantes. Nesse projeto, propusemos o uso da proteína do envelope de dengue. É como se nós retirássemos uma parte do genoma do vírus da dengue e colocássemos no genoma de um vírus gigante e esse vírus gigante então expressaria essa proteína de dengue.

Tendo essa proteína em grande quantidade, nós poderíamos usá-la para fazer e melhorar o diagnóstico da dengue, por exemplo. Mas a dengue foi só uma primeira escolha, nós podemos usar esse vírus para produzir proteínas de diversos agentes de interesse na saúde pública, com características mais interessantes que outros sistemas atualmente utilizados.

MFC: Onde esse vírus Tupã foi encontrado?

JSA: Estávamos em busca de vírus gigantes candidatos a serem modificados geneticamente para a produção de proteínas de interesse humano. Fizemos uma prospecção em vários biomas brasileiros, incluindo o Pantanal e suas lagoas salinas, extremamente alcalinas, e também utilizamos amostras do fundo do mar, a 3 mil metros de profundidade, em parceria com a Petrobras.

Nesses dois tipos de amostra, encontramos o Tupanvírus. São vírus diferentes, mas com características em comum, como o fato de apresentar a partícula mais longa já observada em um vírus no Planeta, podendo chegar a 2.3 micrômetros, o que é muito grande para um vírus.

A partícula do Tupan apresenta uma morfologia muito diferente, porque possui uma cauda muito comprida, enorme, associada à parte principal da estrutura. Isso também nunca tinha sido visto antes em um vírus gigante. Cerca de 1/3 do genoma do Tupan não se parece com nada, é um grande mistério, e todos estamos curiosos para termos pistas a respeito de onde veio esse vírus e o que ele originou depois na escala evolutiva.

O Tupanvírus ao microscópio. Imagem: Reprodução

Mas talvez a característica mais importante em relação ao Tupan seja seu genoma. De uma forma geral, os vírus são muito dependentes das células do hospedeiro, porque seus genomas são muito pequenos. Mas o Tupan tem um genoma enorme.

Os vírus possuem pouquíssimos ou nenhum gene relacionado ao processo de produção de proteínas.  O Tupan, no entanto, possui um conjunto completo de uma classe de genes essenciais para síntese de suas próprias proteínas.

Este fato confere ao vírus uma autonomia muito grande em relação às células do hospedeiro e, por isso, estamos pensando em utilizá-lo, no futuro, para a produção de proteínas heterólogas e expressão de proteínas de interesse humano.

MFC: Quais os novos passos da pesquisa e que perguntas ainda buscam responder?

JSA: O nosso grupo tem um enfoque na descoberta e caracterização de vírus gigantes. Nós gostamos de saber sobre a diversidade de vírus gigantes na natureza e como acontece a evolução. Buscamos entender como esses vírus podem contribuir para o conhecimento da biologia e da virologia de uma forma geral, para a comunidade científica e para a sociedade.

Mas também trabalhamos em projetos mais aplicados, como esse que a FAPEMIG financiou. Nesse caso, como esse vírus possui um maquinário genético muito, muito interessante, quase autônomo para a expressão de proteínas, nosso próximo passo seria manipular geneticamente o genoma desse vírus para poder produzir proteínas de interesse humano.

Provavelmente o próximo alvo vai ser a proteína do envelope de dengue, porque já fizemos isso com outros vírus gigantes. Acreditamos que com o Tupan a expressão dessa proteína possa ser melhorada e por fim poderemos ter resultados ainda melhores.

MFC: Em longo prazo isso pode resultar em um teste mais rápido ou mais eficaz para o diagnóstico da dengue?

JSA: Poderia. No caso da produção de proteínas de interesse em vírus gigantes, o processo é melhorado em relação a outros sistemas, pois a proteína final se parece mais com a original, observada no organismo de interesse.

Nossa expectativa é tornar esse sistema ainda melhor utilizando o Tupanvírus, em médio ou longo prazo. Estamos fazendo alguns testes e já observamos resultados interessantes.

A pesquisa é parte das investigações financiadas pela Fapemig no projeto: “Vírus Gigantes como Vetores de Expressão de Proteínas Heterólogas: Produção da Proteína de Envelope de Dengue vírus 3 e Avaliação do seu Potencial no Diagnóstico Sorológico”.