A major challenge surrounding public health measures to tackle the global pandemic of COVID-19 is to determine the pace of its spread in a given location. Researchers at Yale, led by Nathan Grubaugh, assistant professor at the Yale School of Public Health, developed a system to rapidly screen for and sequence suspected variant samples. Now the Grubaugh Lab is working closely with local and national clinical diagnostic labs to enhance surveillance for the B.1.1.7 variant and other SARS-CoV-2 variants that may emerge. The person responsible for analyzing and crossing the information collected by the laboratory team with information from databases is Anderson Fernandes de Brito, a Brazilian postdoctoral associate at the Grubaugh Lab.

“From samples of the viruses, we can do genetic sequencing, to find and analyze mutations. Based on this information, it is possible to know exactly what strain it belongs to and understand how the pandemic is spreading here in Connecticut,” Brito said. “We send a report weekly to the Connecticut Department of Public Health so they can better understand the dynamics of virus distribution in the region,” he noted.

Brito studied Biological Sciences at the University of Brasilia (UnB) and earned his master’s degree in Microbiology at the University of São Paulo (USP) and a PhD in Computational Biology at Imperial College in London. Brito’s post-doctorate at Yale is focused on genomic epidemiology, which studies the emergence, transmission and evolution of arboviruses. 

Brito emphasizes the importance of having epidemiological data to fight the novel coronavirus SARS-CoV-2 which was first detected in the Pacific Northwest region of the United States in January 2020, with subsequent COVID-19 outbreaks detected in all 50 states by early March. 

“There is a lot of talk about the importance of molecular tests. Genomic sequencing goes further: it not only identifies what the virus is and where it is, but its pattern of dissemination. The more genomes we sequence, the more pieces of this puzzle we can put together and with each of them, we are closer to the real picture,” Brito said.

To uncover the sources of SARS-CoV-2 introductions and patterns of spread within the United States, the Grubaugh Lab sequenced viral genomes from early reported COVID-19 patients in Connecticut.

Brito explained that tracking the spread of the virus both over time and geographically allows scientists to better understand how it spreads. This is vital for establishing containment policies and highlights the critical need for local surveillance. For example, after coupling genomic data with domestic and international travel patterns, Grubaugh Lab researchers, including Brito, published an article in Cell magazine in April showing that the first viral strains of COVID-19 in Connecticut were probably introduced via domestic flights in early March. Their analysis placed the majority of these genomes with viruses sequenced from Washington state. Brito said, “This evidence, obtained from genomics and mobility data, demonstrated that flights from Europe were no longer the main factors in the spread of the pandemic in the US, and domestic flights started to offer greater risks.”

Brito’s work pace during the pandemic has been intense as members of his group sequence between 10 and 40 genomes per week, depending on the number of reported cases. He described working closely with his laboratory colleagues to track COVID-19 mutations and “follow its evolution in real time. Our group has experience both in sequencing viral genomes and in analyzing their evolution using computational tools. Our previous experience, working with mosquito-borne viruses, has allowed us to be able to promptly respond to COVID-19,” he said. 

Brito and his colleagues also work closely with several Brazilian researchers in Brazil. In the Northeast region, there are strong collaborations with several groups involved with the Oswaldo Cruz Foundation (Fiocruz), such as those led by Federico Costa (Fiocruz Bahia) and Gabriel Wallau (Fiocruz Pernambuco). In the Southeast, there are joint initiatives led by Yale and Professor Benedito Fonseca at University of São Paulo- Ribeirão Preto Medical School. 

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More information about the Grubaugh Lab is available at the Yale News website - Yale researchers find first cases of new UK coronavirus variant in Connecticut

Anderson Brito, pós-doutorando brasileiro, contribui para o estudo da COVID-19

Um grande desafio em torno das medidas de saúde pública para enfrentar a pandemia global de COVID-19 é determinar o ritmo de sua propagação em um determinado local. Pesquisadores de Yale, liderados por Nathan Grubaugh, professor assistente da Escola de Saúde Pública de Yale, desenvolveram um sistema para rastrear e sequenciar rapidamente amostras de variantes suspeitas. Agora, o laboratório Grubaugh está trabalhando em colaboração com os laboratórios de diagnóstico clínico locais e nacionais para aprimorar a vigilância da variante B.1.1.7 e outras variantes do SARS-CoV-2 que possam surgir. O responsável por analisar e cruzar as informações coletadas pela equipe do laboratório com as informações dos bancos de dados é Anderson Fernandes de Brito, pós-doutorando brasileiro do Grubaugh Lab.

“A partir de amostras dos vírus, podemos fazer sequenciamento genético, para encontrar e analisar mutações. Com base nessas informações, é possível saber exatamente a qual cepa ele pertence e entender como a pandemia está se espalhando aqui em Connecticut”, disse Brito. “Enviamos um relatório semanalmente ao Departamento de Saúde Pública de Connecticut para que eles possam entender melhor a dinâmica da distribuição do vírus na região”, observou.

Brito cursou Ciências Biológicas na Universidade de Brasília (UnB) e fez mestrado em Microbiologia pela Universidade de São Paulo (USP) e doutorado em Biologia Computacional no Imperial College de Londres. O pós-doutorado de Brito está sendo em Yale e é focado em epidemiologia genômica, que estuda o surgimento, transmissão e evolução de arbovírus.

Brito enfatiza a importância de ter dados epidemiológicos para combater o novo vírus SARS-CoV-2, que foi detectado pela primeira vez na região noroeste do Pacífico dos Estados Unidos em janeiro de 2020, com surtos de COVID-19 subsequentes detectados em todos os 50 estados no início de março.

“Fala-se muito sobre a importância dos testes moleculares. O sequenciamento genômico vai além: não só identifica o que é e onde está o vírus, mas também seu padrão de disseminação. Quanto mais genomas sequenciamos, mais peças desse quebra-cabeça podemos montar e, com cada uma dessas peças, estaremos mais próximos da imagem real”, disse Brito.

Para descobrir as fontes de SARS-CoV-2 e padrões de disseminação nos Estados Unidos, o Laboratório Grubaugh sequenciou genomas virais de pacientes com COVID-19 relatados anteriormente em Connecticut.

Brito explicou que rastrear a propagação do vírus ao longo do tempo e geograficamente permite que os cientistas entendam melhor como ele se espalha. Isso é vital para o estabelecimento de políticas de contenção e destaca a necessidade crítica de vigilância local. Por exemplo, depois de acoplar dados genômicos a padrões de viagens domésticas e internacionais, os pesquisadores do laboratório Grubaugh, incluindo Brito, publicaram um artigo na revista Cell em abril mostrando que as primeiras cepas virais de COVID-19 em Connecticut foram provavelmente introduzidas em voos domésticos no início de março . A análise deles localizou a maioria desses genomas com vírus sequenciados do estado de Washington. Brito disse: “Esta evidência, obtida a partir de dados genômicos e de mobilidade, demonstrou que os voos da Europa deixaram de ser os principais fatores na propagação da pandemia nos EUA e os voos domésticos passaram a oferecer maiores riscos”.

O ritmo de trabalho de Brito durante a pandemia foi intenso, pois os membros de seu grupo sequenciam entre 10 e 40 genomas por semana, dependendo do número de casos relatados. Ele descreveu de perto o seu trabalho com seus colegas de laboratório para rastrear mutações COVID-19 e acompanhar sua evolução em tempo real. “Nosso grupo tem experiência tanto no sequenciamento de genomas virais quanto na análise de sua evolução por meio de ferramentas computacionais. Nossa experiência anterior, trabalhando com vírus transmitidos por mosquitos, nos permitiu responder prontamente ao COVID-19”, disse ele.

Brito e seus colegas também trabalham em estreita colaboração com vários pesquisadores brasileiros no Brasil. Na região Nordeste, há fortes colaborações com diversos grupos envolvidos com a Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), como os grupos liderados por Federico Costa (Fiocruz Bahia) e Gabriel Wallau (Fiocruz Pernambuco). No Sudeste, há iniciativas conjuntas lideradas por Yale e pelo professor Benedito Fonseca da Universidade de São Paulo - Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (USP).