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A varíola e outros vírus atormentaram os humanos muito mais cedo do que se suspeitava

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AR NEWS NOTÍCIAS 01 de junho de 2022
O DNA do vírus da varíola foi encontrado em uma pessoa nesta vala comum da era Viking em Oxford, Reino Unido. Crédito: Serviços Arqueológicos do Vale do Tâmisa
O DNA do vírus da varíola foi encontrado em uma pessoa nesta vala comum da era Viking em Oxford, Reino Unido. Crédito: Serviços Arqueológicos do Vale do Tâmisa

A pesquisa genética está reescrevendo a história das doenças.
Por Laura Spinney
A data de morte da varíola é clara. Depois de matar mais de 300 milhões de pessoas no século XX, fez sua última vítima em 1978; dois anos depois, em 8 de maio de 1980, a Assembléia Mundial da Saúde declarou que o vírus da varíola, que causa a varíola, havia sido erradicado. Mas as origens desse vírus devastador são obscuras. Agora, a evidência genética está começando a descobrir quando a varíola começou a atacar as pessoas.

Humanos desde 600 DC carregavam varíola, uma equipe de pesquisa internacional relatou esta semana 1 depois de anos de pesca de DNA viral em restos humanos antigos. A análise também implica que o vírus circulava em humanos ainda mais cedo: pelo menos 1.700 anos atrás, no período turbulento em torno da queda do Império Romano do Ocidente, quando muitos povos estavam migrando pela Eurásia.

A pesquisa empurra evidências de DNA de varíola para trás em um milênio. Em 2016, pesquisadores o dataram do século XVII, usando DNA extraído de uma múmia lituana 2 . “Mostramos que 1.000 anos antes, durante a Era Viking, a varíola já era bastante difundida na Europa”, diz Martin Sikora, geneticista evolutivo da Universidade de Copenhague e membro da equipe.

A varíola é apenas o exemplo mais recente de uma doença infecciosa grave cuja história foi repentina e substancialmente reescrita pela análise de DNA antigo na última década. No início deste ano, um estudo 3 relatou que o vírus do sarampo – que se acredita ter surgido em humanos por volta do século IX – pode ter saltado para as pessoas no primeiro milênio AC , quando sua sequência parece ter divergido do relacionado (e agora -erradicado) vírus da peste bovina, que infectou o gado. Em 2018, a equipe de Sikora mostrou que a hepatite B infectava humanos desde a Idade do Bronze, há 5.000 anos  ; em 2015, a equipe relatou uma origem similarmente precoce para a praga , que é causada pela bactéria Yersinia pestis .
Restos de um portador de varíola enterrado em Öland, Suécia, entre 800 e 1050 d.C. Crédito: The Swedish National Heritage Board
Restos de um portador de varíola enterrado em Öland, Suécia, entre 800 e 1050 d.C. Crédito: The Swedish National Heritage Board

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No entanto, nem todos os estudos genéticos moveram as origens da doença para trás no tempo: em 2014, um grupo liderado pela Alemanha relatou que a tuberculose estava infectando humanos há menos de 6.000 anos , não 12.000 como o consenso havia sido, muito menos 70.000 anos como anteriormente foi sugerido  .

Essas descobertas estão abalando a compreensão dos pesquisadores sobre como as doenças afetaram as populações humanas ao longo da história, diz Ann Carmichael, historiadora da peste da Universidade de Indiana em Bloomington. A evidência de DNA sugere que doenças como peste e hepatite B estão associadas a grandes migrações pré-históricas – algo que agora parece ser verdade também para a varíola. Se as migrações trouxeram as doenças para novas áreas ou o surgimento de doenças fez com que as pessoas se mudassem é uma questão que arqueólogos, historiadores e geneticistas esperam poder responder.

A evidência de DNA também forneceu informações sobre a virulência da varíola antiga: o trabalho mais recente sugere que os vikings, por exemplo, carregavam uma linhagem de varíola extinta bem diferente da linhagem moderna. Integrar a genética com a história e a arqueologia é o trabalho que temos pela frente, diz o arqueólogo Søren Sindbæk, da Universidade de Aarhus, na Dinamarca. “Podemos começar a colocar esses eventos na escala humana”, diz ele. “No futuro, o tempo de alta definição será fundamental para reescrever a história humana.”

Genomas de patógenos antigos

Antes da revolução do DNA antigo, os pesquisadores precisavam se basear no exame de esqueletos – ou, mais raramente, múmias – em busca de evidências visíveis de doenças, identificando os sinais indicadores de lepra ou sífilis, por exemplo, e fazendo referências cruzadas com registros históricos. Mas muitas infecções não deixam marcas visíveis no osso. Outras pistas indiretas para a idade de algumas doenças vieram da estimativa da idade e da distribuição geográfica de mutações protetoras em humanos: pessoas cujos glóbulos vermelhos não possuem os 'antígenos Duffy', por exemplo, desfrutam de alguma proteção contra o parasita da malária Plasmodium vivax .

Os pesquisadores conseguiram pescar fragmentos de DNA de patógenos de restos mortais desde a década de 1990. E na última década, sequenciadores de DNA de última geração que podem ler uma miríade de pequenos trechos – úteis para sequenciar DNA danificado após centenas ou milhares de anos – ajudaram os pesquisadores a reconstruir genomas inteiros de patógenos antigos. Em 2011, cientistas publicaram o primeiro genoma desse tipo 7 , de Y. pestis , reunido a partir de quatro esqueletos em um cemitério londrino onde milhares de vítimas da Peste Negra foram enterradas no século XIV.
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Agora é rotina rastrear restos humanos antigos em busca de patógenos conhecidos, diz Eske Willerslev, geneticista evolutivo da Universidade de Cambridge, Reino Unido, que trabalhou no estudo da varíola. Isso começou como um desdobramento de um projeto 8 para mapear a diáspora viking do final do primeiro milênio ., mas cresceu em uma análise muito maior. Os pesquisadores examinaram o DNA coletado de 1.867 indivíduos que viveram na Eurásia e nas Américas entre 32.000 e 150 anos atrás. Eles encontraram trechos de DNA que se assemelhavam a cepas modernas de varíola em 26 deles; para 13, eles foram capazes de voltar aos restos originais e extrair mais DNA de varíola por meio de captura direcionada, uma técnica que usa DNA sintetizado em laboratório para coletar filamentos semelhantes de ossos ou dentes. (Pesquisadores se concentraram no osso petroso - uma parte do crânio perto da orelha - como uma boa fonte de DNA antigo, porque é o osso de mamífero mais denso e, portanto, preserva bem o DNA humano. Mas os patógenos são mais propensos a aparecer nos dentes, porque mais sangue flui através deles, diz Willerslev.)

Onze desses indivíduos datavam de cerca DE600 a 1050, sobrepondo-se à Era Viking, e vieram da atual Escandinávia, Rússia e Reino Unido. Um foi desenterrado de uma vala comum em Oxford, Reino Unido, e acredita-se que tenha morrido no Massacre do Dia de São Brice em 1002, quando o rei inglês Ethelred, o Despreparado, ordenou o extermínio de pessoas identificadas como dinamarqueses. Quatro indivíduos da era Viking forneceram DNA viral suficiente para os pesquisadores reconstruirem genomas de varíola quase completos, que eles compararam com sequências modernas de varíola. Surpreendentemente, a linhagem que infectou as amostras da era Viking não era um ancestral direto das linhagens dos séculos XIX e XX. “É uma trajetória evolutiva separada que morreu em algum momento e, até onde sabemos, não está mais presente hoje”, diz Sikora.

Os pesquisadores traçaram essa árvore genealógica usando uma abordagem de 'relógio molecular': eles mediram o quanto as linhagens antigas e modernas diferiam e usaram a taxa na qual as diferenças genéticas se acumulam para calcular quanto tempo se passou desde que as linhagens se separaram. Esta análise sugere que seu ancestral comum mais recente viveu cerca de 1.700 anos atrás (veja 'Varíola antiga').

Isso não significa que a doença atingiu os humanos pela primeira vez naquela época, diz Terry Jones, biólogo computacional do Hospital Charité em Berlim e da Universidade de Cambridge, que trabalhou no projeto; é simplesmente a data da coalescência de toda a diversidade amostrada até agora. Willerslev diz que acha que seu grupo rastreou indivíduos suficientes das Idades do Bronze, Neolítica e Mesolítica (entre 15.000 e 1.200 A.C. ) – sem encontrar varíola – para dizer que é improvável que a varíola estivesse circulando amplamente antes de 3.000 a 4.000 anos atrás.

Outros pesquisadores supuseram que a varíola estava infectando humanos bem antes de 1.700 anos atrás. Registros históricos sugerem que uma doença semelhante à varíola está conosco há mais de 3.000 anos, e pode até ter matado o jovem faraó Ramsés V no século XII AC - embora ninguém possa ter certeza de que ele teve varíola ou isso, se ele teve. , a doença o matou. As últimas evidências de DNA não esclarecem essa ideia, mas um projeto egípcio para analisar o DNA de múmias reais está programado para ser divulgado em 2022.

Os cientistas não envolvidos no estudo da varíola estão impressionados com o trabalho. “Este novo artigo está mostrando que havia linhagens sobre as quais ignorávamos completamente”, diz Michael Worobey, biólogo evolucionário da Universidade do Arizona em Tucson. Mas Hendrik Poinar, paleogeneticista da Universidade McMaster em Hamilton, Canadá, que trabalhou no estudo de varíola de 2016, diz que grandes diferenças entre os vikings e as linhagens modernas tornam possível que os vikings não tenham tido varíola como a reconhecemos.

Isso pode ser verdade, diz Jones. Há algumas evidências, por exemplo, de que a inativação cumulativa de genes no vírus o tornou mais virulento. “Não podemos ter certeza, mas há um bom argumento de que antes do século XVII a varíola era endêmica e branda”, diz ele.

Reescrevendo a história da doença

Estudos de patógenos antigos como peste, hepatite B e varíola provaram que é possível detectar patógenos em restos que não mostram sinais de doença, então os cientistas não precisam limitar suas análises a restos em poços de peste. Isso dá uma imagem mais abrangente do impacto dos patógenos no mundo antigo.
Ancestrais do vírus da varíola

Ancestrais do vírus da varíola



A distribuição de genótipos de patógenos e a maneira como eles mudam ao longo do tempo podem lançar uma nova luz sobre como as pessoas se moviam no passado. A descoberta de Y. pestis nos dentes preservados de pastores Yamnaya que vieram da estepe do leste europeu para a Europa, por exemplo, deu origem à teoria de que esses invasores aceleraram o declínio das sociedades agrícolas neolíticas após 3500 AC , espalhando a praga entre eles . Mas essa ainda é uma ideia contestada porque há evidências arqueológicas de que um declínio já estava em andamento 1.000 anos antes da chegada do Yamnaya, diz Detlef Gronenborn, arqueólogo do Instituto de Pesquisa Leibniz para Arqueologia em Mainz, Alemanha.

Mas como apenas cerca de 200 genomas completos de patógenos antigos foram sequenciados 9 – e apenas alguns para cada patógeno – as conclusões que podem ser tiradas da análise filogenética são limitadas por enquanto. Mesmo na atual pandemia, com dezenas de milhares de genomas de SARS-CoV-2 analisados, os pesquisadores às vezes tiram conclusões errôneas sobre o caminho que o vírus tomou durante sua disseminação 10 . Quanto mais os pesquisadores voltarem no tempo e quanto mais esparsas forem as amostras, diz Poinar, maior será o risco de superinterpretação.

Os pesquisadores dizem que as investigações sobre a história evolutiva dos vírus também podem ser úteis para proteger as pessoas no futuro. “É muito difícil prever para onde vai a evolução do vírus”, diz o virologista Lasse Vinner, da Universidade de Copenhague, outro autor do artigo, “mas sabendo onde ela esteve, temos uma ideia melhor das possibilidades de variação. ” Andrea McCollum, epidemiologista dos Centros de Controle e Prevenção de Doenças em Atlanta, Geórgia, que estudou a varíola, diz que essa árvore genealógica pode ser informativa sobre a proteção que os estoques remanescentes de vacina contra a varíola trariam contra vírus ortotópicos relacionados.

Enquanto isso, os historiadores de doenças estão reconhecendo que têm novas perguntas a responder. “Nós realmente precisamos começar de novo”, diz Carmichael. A confirmação de 2011 de que Y. pestis deu origem à Peste Negra pôs fim ao debate sobre a causa dessa pandemia. E porque a cepa da Peste Negra era muito semelhante à moderna Y. pestis , levou os historiadores a colocar uma nova questão: por que a peste era muito mais letal no mundo pré-moderno do que no moderno? Comorbidades e modos de vida podem explicar em parte, mas a resposta ainda não é clara. “Abordar isso é uma questão histórica, não genética”, diz ela.

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