Quando Rob Phillips decidiu deixar o campo da física da matéria condensada e se tornar um bia³logo, foi por causa de um fasca­nio por va­rus. Nos últimos 20 anos, Phillips, Fred e Nancy Morris, professor de Biofa­sica, Biologia e Fa­sica, da Caltech, procurou obter uma compreensão numanãrica sobre o estudo de va­rus.

"As pessoas estãosedentas por informações quantitativas", diz ele. "Quando vocêtem uma compreensão numanãrica dos fatos, pode fazer previsaµes mais precisas sobre como os processos se desenrolam. a‰ complicado e difa­cil, mas avana§amos".

Em 2018, Phillips e seus colaboradores de longa data Ron Milo e Yinon Bar-On fizeram estimativas globais quantitativas abrangentes de quanta matéria biológica existe no planeta, ilustrando como os humanos causam um impacto desproporcional ao meio ambiente.

Agora, com a grave sa­ndrome respirata³ria aguda, o coronava­rus 2 (SARS-CoV-2) causando uma pandemia global, Phillips e a equipe, mais uma vez liderados por Ron Milo, do Instituto Weizmann em Israel, mudaram seus "números" abordagem para estudar o novo va­rus. Ele e seus colaboradores publicaram um artigo na revista eLife sobre os principais números subjacentes ao COVID-19 - as concentrações médias do va­rus em todo o corpo, a estabilidade do va­rus em váriassuperfÍcies, a taxa de infecção e muito mais. Sentamos com Phillips para discutir o novo artigo.

Os va­rus ocupam o mundo sombrio entre os vivos e os não-vivos. Um va­rus éessencialmente um pequeno contaªiner, dentro do qual estãosua informação genanãtica. Eles tem muito poucos genes. O novo coronava­rus possui cerca de 25 genes. Para comparação, uma bactanãria possui cerca de 4.000 genes e um humano possui cerca de 20.000 genes. a‰ fascinante que eles tenham um impacto biola³gico tão grande com tão poucos genes.

Durante uma infecção, os va­rus agem como cavalos de Tra³ia. Eles carregam seu material genanãtico para uma canãlula hospedeira e enganam a canãlula hospedeira para fazer centenas ou milhares de novas ca³pias do va­rus. Em seguida, os novos va­rus saem da canãlula, destruindo-a, e fazem o mesmo com mais células. Nesse ponto, ébasicamente uma guerra entre o va­rus e o sistema imunológico do hospedeiro, que tenta organizar uma defesa e eliminar as células que abrigam o va­rus.

Os dados genanãticos são bastante interessantes: o SARS-CoV-2 é50% geneticamente semelhante ao coronava­rus resfriado comum e 96% semelhante ao coronava­rus em morcegos. Esses va­rus zoona³ticos - que se originam em animais e se transferem para humanos - vieram para ficar. Eles fazem parte da história humana.

Os dados sobre a evolução do va­rus e sua taxa de mutação fornecera£o informações sobre a escala de tempo em que o va­rus seráalterado. Havera¡ uma segunda onda de infecções? Sera¡ sazonal? Por exemplo, o va­rus da gripe evolui basicamente a cada ano, e épor isso que temos que tomar uma nova vacina contra a gripe todos os anos.

Algo que dificulta o controle geral das taxas de infecção éque também existem grandes variações estata­sticas nos dados. Algumas pessoas são muito mais infecciosas que outras, com as cargas virais hospedadas por diferentes pessoas infectadas mostrando uma enorme variação. a‰ uma situação dina¢mica, por isso ainda estamos entendendo os números.

Ha¡ uma grande variedade de questões fascinantes e muito diversas que permanecem sem resposta, variando de qual fração dos va­rus que emergem de uma canãlula infectada éinfecciosa, atéo número de va­rus que são eliminados de uma canãlula infectada atéa fração da população assintoma¡tica. Uma das minhas paixaµes particulares éa maneira como podemos usar a matemática para fazer previsaµes sobre o caminho futuro de sistemas dina¢micos. Obviamente, um dos exemplos mais famosos da história da ciência ocorreu nos primeiros dias da física e da astronomia, quando cientistas como Tycho Brahe, Johannes Kepler e Isaac Newton chegaram a um acordo sobre como prever o movimento dos planetas. Idanãias semelhantes sobre os chamados "sistemas dina¢micos" são relevantes para a expansão no espaço e no tempo de uma pandemia como a que estamos vivendo agora,

Isso aumenta a esperana§a de que da próxima vez que uma pandemia chegue e, possivelmente, atépara ela mesma, se as pessoas puderem trabalhar com rapidez suficiente, saberemos muito melhor como pensar em como ela evoluira¡ e, talvez, melhor como reagir a essa pandemia. isto.

Seis ou sete semanas atrás, quando o coronava­rus comea§ava a chegar aos EUA, um dos meus amigos - um fa­sico que estuda va­rus - me disse que, em abril, todos nosestaremos confinados em nossas casas e incapazes de voar para qualquer lugar. Para ser sincero, isso me assustou. Percebi que precisa¡vamos prestar atenção e queria descobrir onde minha equipe poderia fazer a diferença.

Uma das dificuldades da pesquisa sobre SARS-CoV-2 éque existem muitas vinhetas individuais. As pessoas estãoolhando diferentes pea§as do quebra-cabea§a; éum pouco como a história de homens cegos sentindo diferentes partes de um elefante e cada um apresentando imagens diferentes da criatura. No caso do coronava­rus, algumas dessas vinhetas são: a sobrevivaªncia de va­rus em váriassuperfÍcies, a biologia estrutural da protea­na spike nasuperfÍcie do va­rus, microscopia eletra´nica dos elementos estruturais do va­rus, a biologia celular de como o va­rus interage com seu host e assim por diante.

O que quera­amos fazer era criar um recurso com curadoria aºnico, onde as pessoas pudessem encontrar números importantes sobre o processo de biologia e infecção do SARS-CoV-2. Meus colaboradores - Ron Milo e dois incra­veis alunos de pós-graduação, Yinon Bar-On e Avi Flamholz - e eu quera­amos fazer um balana§o da literatura cienta­fica e reunir tudo em um são lugar. Para esse fim, todas as nossas referaªncias são completamente transparentes, citando frases diretamente de cada artigo e indicando precisamente como sabemos o que sabemos. O artigo também serápublicado, o que significa que toda vez que a literatura atualizar algum número, podemos atualizar este artigo.