Comunicação entre vírus

No texto de hoje vou falar sobre um trabalho publicado em janeiro de 2017 que tem como tema principal a interação de vírus (bacteriófagos) com seus hospedeiros (bactérias). O trabalho teve início quando os autores resolveram procurar por moléculas bacterianas que serviriam de alerta para presença dos vírus, já que a hipótese original era que bactérias infectadas poderiam liberar algum tipo de sinalizador no meio que serviria como aviso para bactérias não infectadas de que haveriam vírus por ali. Depois dos primeiros experimentos foi visto que estas supostas moléculas bacterianas não existiam neste contexto, mas algo ainda mais surpreendente foi encontrado! Resolvi escrever sobre isto por dois motivos: primeiro porque o trabalho é muito interessante e gera novas ideias para quem gosta de vírus e biologia em geral, e segundo porque ele não é tão diferente do que tenho feito ultimamente em um dos meus projetos (guardadas as proporções dos modelos utilizados e hipóteses).

Então antes de qualquer coisa: vocês devem ter reparado que mencionei acima a busca por moléculas bacterianas que serviriam para transmitir avisos entre elas. Em outras palavras, um sistema de comunicação química entre microrganismos. Comunicação pode ser definida como “… troca de informação por fala, escrita, ou uso de outro meio[1], então se uma bactéria envia sinais moleculares para avisar outra sobre alguma situação está havendo algum tipo de comunicação entre elas. Comunicação entre microrganismos pode até parecer um fenômeno difícil de acreditar, mas ocorre em vários grupos de bactérias e é chamado de quorum sensing. O quorum sensing bacteriano regula processos cooperativos diversos como produção de luz em simbiontes, migração de bactérias aquáticas, formação de biofilme, produção de fatores de virulência, secreção de enzimas e até mesmo proteção contra bacteriófagos [2,3]. De uma forma bem simplificada, o quorum sensing funciona assim: pequenas moléculas são produzidas e secretadas pelas bactérias, indo para meio ambiente e sendo difundidas, degradadas ou reabsorvidas por elas. Quanto mais bactérias presentes mais moléculas sinalizadoras são produzidas ao mesmo tempo, o que aumenta a chance delas serem reabsorvidas em grande quantidade. Quando estas moléculas atingem uma concentração crítica dentro das células elas passam a ativar (ou desativar) funções celulares que regulam os processos mencionados acima [2]. Então de uma forma geral o quorum sensing bacteriano permite que bactérias ajustem seu comportamento de acordo com a densidade populacional de suas comunidades, sincronizando respostas biológicas de acordo com o número de indivíduos presentes.

Voltando agora para o assunto do artigo mencionado no primeiro parágrafo: no trabalho foram utilizadas bactérias da espécie Bacillus subtilis e o bacteriófago phi3T (Figura 1), capaz de infectá-las. Estas bactérias são utilizadas em laboratórios (de modelo experimental para bactérias gram positivas a doadoras de genes para milho transgênico resistente à seca) e são encontradas na natureza como parte da microbiota do solo e do intestino humano [4]. Já estes vírus são conhecidos há muito tempo, possuem aquela estrutura complexa tradicional de muitos bacteriófagos (Figura 1) e quando infectam uma bactéria podem tomar dois caminhos distintos: lise ou lisogenia [5]. A lise é o resultado de uma infecção produtiva onde o vírus encontra seu alvo, injeta seu genoma na célula, passa por todas as etapas necessárias de replicação e termina destruindo a célula infectada para liberação de várias partículas virais. Já a lisogenia ocorre quando o vírus encontra seu alvo, injeta seu genoma na célula e, ao invés do genoma passar pelas etapas necessárias para produção de novos vírus, ele é inserido no genoma bacteriano e passa a fazer parte do material genético do hospedeiro. Quando a lisogenia ocorre a célula bacteriana não morre e novos vírus não são produzidos, então a bactéria pode continuar se multiplicando dando origem a novas bactérias que carregam o genoma do vírus. Após varias gerações ou certos estímulos, como stress ambiental ou falta de nutrientes, o DNA viral inserido no genoma bacteriano pode ser reativado para dar inicio a infecções líticas. A regulação destes processos (tanto lise/lisogenia quanto reativação de lisogênicos) não é completamente conhecida ainda, e decisões probabilísticas influenciadas pelo estado nutricional da célula e número de partículas são consideradas importantes [6].

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Figura 1: Imagens e representações esquemáticas do vírus phi3T (A e B) e da bactéria Bacillus subtilis (C a E). Em A uma representação esquemática da morfologia da partícula viral e em B uma imagem de microscopia eletrônica mostrando algumas partículas reais. Em C colônias de B. subtilis (cada uma com poucos milímetros de diâmetro). Em D B. subtilis corados pela coloração de gram (a barra de escala representa 0.00001 metros).  Em E uma imagem de microscopia eletrônica mostrando o corte de um B. subtilis (a barra de escala representa 0.0000002 metros).

Créditos das imagens:

A) http://viralzone.expasy.org/all_by_protein/790.html

B) https://www.unil.ch/dmf/en/home/menuinst/research-units/moreillon/former-collaborators/vladimir-lazarevic.html

C)https://en.wikipedia.org/wiki/Bacillus_subtilis#/media/File:Bacillus_subtilis_colonies.jpg

D) https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=49528

E) https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=4487608

Para procurar por moléculas de comunicação entre bactérias os pesquisadores infectaram culturas de Bacillus subtilis com phi3T, esperaram algumas horas e depois filtraram as culturas. Fazendo isto eles removeram todas as bactérias e todos os vírus presentes, ficando apenas com o meio de cultura condicionado (contendo pequenas moléculas produzidas durante a interação do vírus com o hospedeiro). Este meio condicionado foi então adicionado a novas culturas de bactérias com vírus, e o que se viu foi que ele protegia as células bacterianas da infecção (havia mais células vivas nas culturas com meio condicionado do que nas culturas controle). Outros experimentos mostraram que o componente do meio condicionado responsável pela proteção das bactérias era um pequeno peptídeo (molécula proteica), e que as bactérias protegidas estavam passando por infecções lisogênicas no lugar de infecções líticas. Ou seja: de alguma forma bactérias infectadas liberam peptídeos que, ao serem absorvidos por bactérias não infectadas, as protegem de uma infecção lítica (e consequentemente da morte) por favorecer o acontecimento de infecções lisogênicas [7,8]. A princípio isto pode parecer exatamente o que se estava procurando (sinais de perigo emitidos por células infectadas), mas a grande surpresa foi a origem deste pequeno peptídeo que favorece as infecções lisogênicas. Ao se buscar pela origem do peptídeo descobriu-se que ele não era bacteriano, mas sim codificado pelo próprio vírus!

O fago phi3T já era conhecido há mais de 40 anos mas até então não havia sido completamente sequenciado (o que mostra o tão pouco que sabemos sobre vírus, mesmo dos que já conhecemos há muito tempo). Neste trabalho o genoma foi sequenciado, resultando em uma sequência de 128.000 bases (A-T-C-G, componentes do DNA) com um total de 201 genes preditos. Utilizando bioinformática, os pesquisadores descobriram que três destes 201 genes possuíam peptídeo-sinal (indicação que seus produtos são secretados ou localizados na membrana), e dentre estes três um era semelhante a um gene usado em quorum sensing de Bacillus. Este gene codifica uma proteína que quando processada resulta em um pequeno peptídeo com a sequência de aminoácidos SAIRGA (serina-alanina-isoleucina-arginina-glicina-alanina, componentes de proteínas). Análises de espectrometria de massa mostraram que o peptídeo SAIRGA é encontrado em grande quantidade em amostras infectadas, e quando ele foi sintetizado e adicionado a culturas de bactérias infectadas se mostrou que ele é o responsável por favorecer a lisogenia protegendo as bactérias de lise e morte de forma dose-dependente [8]. Resumindo: durante uma infecção de Bacillus por phi3T um pequeno peptídeo de sequencia SAIRGA codificado pelo genoma viral é produzido e se acumula no meio. Ao atingir doses elevadas, ele atua favorecendo o desenvolvimento de infecções lisogênicas, influenciando então na “decisão” viral entre lise ou lisogenia. De uma certa forma ele serve como um meio de comunicação entre gerações passadas com a geração atual de vírus, deixando claro que já houveram muitas infecções líticas e morte bacteriana no passado. Por causa desta influencia na decisão entre lise e lisogenia, o peptídeo foi chamado de arbitrum (palavra em latim que significa decisão).

Análises mais detalhadas do mecanismo por trás da comunicação por arbitrum mostraram que ele depende de três genes virais. Um que codifica o peptídeo arbitrum (aimP); outro que codifica uma proteína que se liga ao arbitrum e que também é  capaz de se ligar ao DNA viral (aimR) se não estiver com arbitrum por perto; e um terceiro gene (aimX) que é ativado quando aimR está ligado ao DNA. O que acontece em uma infecção então é: aimR é produzido e por não existir arbitrum no interior da célula ela se liga ao DNA viral e ativa o gene aimX (que tem como função inibir a lisogenia ou promover infecções líticas). O gene aimP também é produzido, secretado e no exterior das células o peptídeo arbitrum vai se acumulando. Então durante os primeiros ciclos de infecção arbitrum vai se acumulando e existe uma tendência para que ocorram infecções líticas por causa da atividade de aimX. Entretanto, com o passar do tempo a quantidade de arbitrum atinge níveis críticos que passam a se ligar a aimR o fazendo soltar do DNA viral, o que inibe a produção de aimX e consequentemente inibe a tendência em ocorrer infecções líticas [8]. A partir deste momento, quando muito arbitrum está presente no meio e muitas bactérias já morreram, a tendência passa a ser infecções lisogênicas, o que não mata mais bactérias e garante que a população de hospedeiros não seja extinta (nem a população do vírus, que permanece inserido no genoma bacteriano). Foi mostrado que o sistema descrito acima não é o único determinante para decisão entre lise e lisogenia, já que a taxa de lisogenia é de 18% sem arbitrum e passa a ser de 48% com ele. Portanto, o sistema serve para otimizar esta decisão de acordo com a quantidade de infecções passadas, mas ainda depende de fatores estocásticos (aleatórios) e outros ainda desconhecidos.

Este é o primeiro sistema de comunicação entre vírus descrito. Não é difícil imaginar as pressões seletivas que o fizeram surgir evolutivamente. Primeiramente os genes envolvidos se assemelham a sistemas de comunicação entre os hospedeiros do vírus, então existe a chance de terem sido adquiridos por transmissão gênica horizontal e modificados (apesar de poderem ter aparecido independentemente também, o que não é raro, como no caso de sistemas mais complexos como olhos em animais [9]). Quando uma população susceptível de hospedeiros é encontrada, um vírus se beneficia ao infectar e matar estes hospedeiros eficientemente, deixando uma grande quantidade de progênie. Entretanto, se todos os hospedeiros forem mortos, existe a chance do vírus também se extinguir caso não existam outras populações susceptíveis por perto. Sinais que mostrem para o vírus que já houve muita morte de hospedeiros por perto e que ao mesmo tempo limitem a destruição causada pelas infecções podem ajudar a manter os hospedeiros (e consequentemente os vírus) vivos. No caso do sistema arbitrum o que acontece é que uma população viral com tendência a infecções líticas passa a ter tendências lisogênicas quando já houve muita morte de hospedeiros no passado, tornando o vírus dormente e deixando a população de hospedeiros se recuperar antes dos próximos eventos líticos.

Análises de bioinformática encontraram sistemas similares ao sistema arbitrum em 112 outros vírus, todos também relacionados a bactérias do gênero Bacillus, cada um com sua sequencia peptídica única. Ou seja: cada vírus tem seu próprio peptídeo para comunicação o que torna os sinais específicos, como se cada um estivesse transmitindo em frequências diferentes e só captando o que foi emitido por seus similares. O fato deste sistema não ter sido encontrado em outros vírus não significa que eles não possuam formas de comunicação. Significa apenas que os sistemas podem ser diferentes e portanto precisam ser procurados com mais cuidado. Moléculas pequenas como o arbitrum são normalmente perdidas nos métodos tradicionais de análises biológicas, e os vírus possuem uma quantidade enorme de material genético com função ainda desconhecida [10]. Então é muito provável que novos sistemas de comunicação serão encontrados no futuro no meio de toda esta matéria negra viral (sequências com função desconhecida). Sistemas estes que regulem os processos de lise ou lisogenia e também muitos outros processos não relacionados a eles, em vírus ambientais, bacteriófagos e até mesmo em vírus que causam doenças em humanos.

As possíveis aplicações para o conhecimento de sistemas de comunicação viral são muitas. No caso de bacteriófagos existe a possibilidade de se modular a frequência de lise ou lisogenia, e isto pode ser explorado em processos biotecnológicos que usem fagos e até mesmo para saúde. Por exemplo: este tipo de comunicação pode ser utilizado para se otimizar ou controlar processos de fagoterapia (uso de fagos para tratamento de doenças bacterianas, seja em pacientes ou em produtos). Vírus mutantes com aplicação biotecnológica podem ser produzidos com sistemas de comunicação modificados ou deletados, resultando em vírus com atividades biológicas alteradas.  Existe também a possibilidade de doenças virais humanas serem controladas por mecanismos similares, como em casos onde a quantidade de células mortas por ciclos anteriores possa ser “sentida” através mediadores químicos virais, regulando a forma em como o vírus vai se comportar nos próximos ciclos de infecção. Ou até mesmo a regulação de processos que envolvam decisão entre infecções produtivas e a integração de HIV (quando o vírus insere seu genoma em células humanas, de forma parecida com a lisogenia de fagos) ou a latência de Herpesvirus (quando o vírus fica presente nas células humanas sem se replicar, podendo reaparecer anos depois). Caso existam sistemas de comunicação viral envolvidos nestes processos o potencial biotecnológico e clínico é enorme, e seu estudo resultaria em melhor entendimento das doenças e em novos métodos para tratamento. Afinal sistemas de comunicação quando conhecidos podem ser explorados, e problemas de comunicação quando gerados trazem complicações para quem está se comunicando [11].

O que acharam do texto? Dúvidas, críticas ou sugestões? Comentem abaixo que responderemos!

Referências:

[1] https://www.google.fi/webhp?sourceid=chrome-instant&ion=1&espv=2&ie=UTF-8#q=communication

[2] https://academic.oup.com/femsre/article-lookup/doi/10.1093/femsre/fuw038

[3] https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3624510/

[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Bacillus_subtilis

[5] http://viralzone.expasy.org/all_by_protein/790.html

[6] http://www.nature.com/nrmicro/journal/v13/n10/full/nrmicro3527.html

[7] http://www.nature.com/news/do-you-speak-virus-phages-caught-sending-chemical-messages-1.21313

[8] http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature21049.html

[9] https://www.amazon.co.uk/Climbing-Mount-Improbable-Richard-Dawkins/dp/0141026170

[10] https://elifesciences.org/content/4/e08490

[11] https://en.wikipedia.org/wiki/Communication_Breakdown

Sofrimento animal e a linha tênue entre o que é ético e o que é conveniente para nós humanos

Antes de tudo desculpem pelo texto grande! Comecei a escrevê-lo com o foco na questão da Santa Cruz (contada no parágrafo abaixo) e depois achei melhor aproveitar o tema para expandir as discussões sobre ele. Então tenham paciência e leiam até o fim!

Em maio, uma notícia me chamou a atenção: a empresa americana Santa Cruz Biotech (http://www.scbt.com/) foi multada em 3,5 bilhões de dólares acusada de violações dos direitos dos animais [1,2]. Quem não está acostumado com certas áreas de pesquisa deve estar se perguntando: o que uma empresa de biotecnologia tem a ver com violação de direitos dos animais? A resposta neste caso está na produção de anticorpos. Como parte do sistema imunológico, os anticorpos são moléculas cuja função é reconhecer e se ligar a alvos específicos, tornando estes alvos então neutralizados e/ou marcados para etapas posteriores da resposta imune. A alta especificidade das porções variáveis dos anticorpos aliada a suas porções conservadas os tornam bastante úteis em pesquisa, já que alvos específicos podem ser reconhecidos pela primeira e os anticorpos contra este alvo especifico são reconhecidos pela segunda (quem estiver interessado em maiores detalhes pode dar uma olhada na Figura 1 abaixo).

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Figura 1: Em (a) uma representação esquemática de um anticorpo mostrando suas duas porções variáveis (variable region) responsáveis pela detecção do antígeno e sua porção conservada (constant chain). Em (b) uma representação de como os anticorpos podem ser utilizados em pesquisa. O antígeno, representado em verde, é reconhecido pelas porções variáveis de um anticorpo específico produzido contra ele. A presença do complexo antígeno-anticorpo é reconhecida por um segundo anticorpo capaz de reconhecer a porção conservada do primeiro. Este segundo anticorpo carrega um marcador em sua própria porção conservada, responsável por emitir algum tipo de sinal mostrando que o complexo [antígeno desejado + anticorpo primário] estava presente (ou nada é detectado, mostrando que não havia o antígeno desejado ali). Em (c) um exemplo prático mostrando células com DNA corado de vermelho e proteínas virais detectadas por um anticorpo que emite luz verde. O quadro da esquerda mostra células não infectadas (sem vírus, logo sem emissão de luz verde) enquanto o da direita mostra células infectadas (com a presença do vírus detectada indiretamente pela luz verde emitida pelo anticorpo secundário que reconheceu o anticorpo primário que estava ligado ao vírus).

Os anticorpos são comumente utilizados em vários tipos de pesquisa e aplicações: determinação da localização celular de proteínas (da própria célula ou não, como na Figura 1c) ; detecção de proteínas em amostras diversas (como por exemplo para diagnósticos) ; neutralização de alvos específicos e muitas outras aplicações. Os anticorpos utilizados em pesquisa podem ser policlonais (anticorpos diferentes que reconhecem um mesmo antígeno) ou monoclonais (anticorpos idênticos que reconhecem o mesmo antígeno), cada um com suas vantagens e desvantagens em relação a aplicações. As formas tradicionais de se produzir estes tipos de anticorpos diferem entre si, mas em ambos os casos animais de laboratório (normalmente camundongos, ratos, coelhos e bodes) precisam ser inoculados com o antígeno para o qual os anticorpos deverão se ligar. Depois da inoculação os animais precisam ser mantidos nos laboratórios tempo suficiente para que a resposta imune ocorra [3]. Durante este tempo os animais normalmente recebem mais doses do antígeno e passam por coleta de soro periódica, sendo que o processo completo pode durar meses [4].  As empresas que produzem anticorpos precisam então lidar com a preparação de antígenos, manutenção de animais (inoculados ou não) e seu sacrifício para obtenção do produto final. Não são tarefas fáceis, existem muitas regulações a serem seguidas, e a recompensa é participar de um nicho de mercado bilionário.

O catálogo de anticorpos da Santa Cruz possui mais de 70.000 anticorpos diferentes (20.000+ monoclonais e 51.000+ policlonais) [5]. Seus produtos são utilizados por laboratórios de todo o mundo, e certamente contribuíram para o avanço de várias áreas da pesquisa básica e aplicada. Como a empresa está situada nos EUA, era de se esperar que o rigor com controle de qualidade e na atenção com as regulações relacionadas a cuidados com os animais deveriam ser grande. Mas parece que este não é o caso. Lembro-me de precisar comprar anticorpos durante meu doutorado sanduíche, e meu chefe recomendou que não utilizássemos os produtos da Santa Cruz. Pensei que era uma peculiaridade dele, mas hoje vejo que na verdade reclamações em relação à qualidade dos produtos são frequentes [6,7]. Acusações de violações dos direitos dos animais, e multas por elas, não são novas para a Santa Cruz. Existem relatos de animais encontrados doentes, com mordidas de cobras ou coiotes, de galpões cheios de animais não declarados durante as fiscalizações e até mesmo de milhares de animais desaparecendo dos registros [8,9,10]! A empresa declarou que “não admite nem nega” as violações dos direitos dos animais.

A multa recebida é a maior já dada pelo Departamento de Agricultura dos EUA para este tipo de crime, e junto com a maior divulgação do caso pode ajudar a mudar a forma anti-ética de se pensar em cortar custos para obter mais lucro. Acredito que a grande maioria de quem ficou sabendo deste caso, ou que está lendo sobre ele neste texto agora, concorda que as atitudes da empresa são um absurdo e que ela mereceu a punição. Alguns pesquisadores já consideram não comprar mais produtos da empresa, o que pode trazer problemas de reprodutibilidade em experimentos a curto/médio prazo, mas que certamente mostra uma preocupação com ética em pesquisa [1,8]. A tendência de boicotar empresas que agem fora de certos padrões éticos não é novidade e acontece em vários segmentos, como nos boicotes a marcas de roupas que supostamente usam trabalho escravo ou a chocolates que supostamente usam cacau extraído por mão de obra infantil. Mas o boicote completo a produtos gerados com o uso de animais é praticamente impossível. Claro que alguns produtos como cosméticos podem deixar de ser usados sem problemas para a população, mas outros como medicamentos ou vacinas ou procedimentos médicos são essenciais e dificilmente, imagino, alguém se recusando a usá-los porque seu desenvolvimento causou sofrimento a animais de laboratório.

Após ler sobre o caso da Santa Cruz resolvi escrever aqui questionando até onde é “correto” causar sofrimento para um animal em troca de vantagem para um humano. Quando o assunto é uso de animais em pesquisa as opiniões divergem muito, indo de pessoas que defendem o uso indiscriminado de animais tendo como justificativa um bem maior para a humanidade até pessoas que são totalmente contra a despeito dos benefícios. Como não existe uma resposta correta neste caso, irei deixar aqui a minha opinião. Meu ponto de vista é que animais são necessários sim para pesquisa, ou em outras palavras: concordo em trocar o sofrimento de animais não humanos por informações que nos ajudem a compreender sistemas biológicos. Mas com uma grande ressalva: que o uso de animais seja bem planejado e bem feito. Já presenciei situações deploráveis de falta de planejamento e de controle no uso de animais em pesquisa, levando a gastos enormes de dinheiro público e a sofrimento desnecessário. Existem regulamentos e órgãos reguladores que objetivam o uso racional e a redução de sofrimento animal, que se seguidos (e se fizerem seu papel) resultam em ganho de qualidade de vida animal e dos resultados obtidos com eles.

Agora saindo do tema de animais utilizados em pesquisa e pensando de uma forma mais geral: já pararam para pensar na qualidade de vida dos vários tipos de animais usados por humanos para outros fins? Humanos têm uma péssima reputação quando consideramos a qualidade de vida de animais, sejam eles selvagens ou domesticados. Somos apontados como culpados por grandes massacres e como agentes de extinção de varias espécies. Somos naturalmente tão gananciosos e cruéis que entre a grande lista de espécies extinguidas por nós estão até mesmo nossos parentes mais próximos (outros hominídeos). De um primata onívoro sem significância na África saltamos de repente para o topo da cadeia alimentar e nossa dispersão pelo planeta trouxe uma onda de morte e destruição tão grande que o destino mais provável é que em breve nos extinguiremos também. Para quem quiser saber mais sobre nossa história e seu impacto no planeta recomendo um dos livros que mais me influenciou na vida: “Uma Breve Historia da Humanidade” escrito por Yuval Harari [11]. O autor também oferece um curso online gratuito pela plataforma Coursera e recomendo ambos (principalmente o curso, que é mais completo do que o livro) para qualquer Homo sapiens que esteja lendo este texto. Garanto que ninguém vai perder tempo lendo/ouvindo as discussões dele, que certamente mudarão a forma de ver o mundo de quem prestar atenção.

Um dos vários temas abordados pelo Harari é exatamente a qualidade de vida dos animais utilizados para satisfazer os humanos. Desde que nossa espécie começou a experimentar com uma vida sedentária e com a domesticação de plantas e animais, algumas espécies se tornaram muito numerosas. Por exemplo: Galinhas, porcos e bovinos (ou sua carne e derivados) são encontrados no mundo inteiro, e os “usamos” sem pensar muito de onde vieram e o que passaram para chegar ali. Pensando em números, vejam a Figura 2 abaixo. Em número de indivíduos existem 3,6 vezes mais animais domesticados no mundo do que humanos, e a biomassa (peso total) desses animais eh 2,3 vezes maior do que a de toda a humanidade  junta [12-14]!

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Figura 2: Estimativas da quantidade de animais no mundo. Em (a), total de indivíduos estimados para 2030. Em (b), biomassa total em toneladas.

Simplisticamente podemos pensar que esses animais estão melhores do que estariam na natureza. Vivem uma vida sem predadores (exceto quando os matamos no final, obviamente), com abrigo, alimento, com proteção a doenças e deixando um número muito maior de descendentes do que deixariam se estivessem livres. Mas não é bem assim. Mesmo provendo estes animais de tudo o que eles necessitam para ficarem vivos tempo suficiente até serem mortos para nossa conveniência, os ambientes artificiais onde eles são mantidos não fornecem os estímulos emocionais e sociais que eles necessitam para vidas plenas [12]. As condições de vida deles são miseráveis a ponto de fazer pessoas pararem de consumir produtos vindos destes animais ao presenciar parte do sistema. Espaços confinados, comida artificial, doenças degenerativas, densidades populacionais muito acima do normal, uma vida de gravidez (no caso da indústria do leite) e separação das crias constante, surtos de doenças e processos de abatimento prolongado são apenas alguns dos muitos sofrimentos aos quais eles são submetidos. Conseguimos suprir estes muitos bilhões de animais materialmente com tudo o que precisam: abrigo, comida, proteção (exceto contra nós mesmos). Mas os privamos de todas suas necessidades sociais, evolutivas e emocionais. E isto sem considerar nosso impacto para animais selvagens: seja pela morte direta através de caça ou morte indireta através de destruição de habitats ou introdução de doenças. O resultado disto tudo é sofrimento em uma escala nunca antes vista neste planeta, o que pode ser até considerado o pior crime já cometido pela humanidade [12]!

A primeira vista pode parecer contraditório pensar em uma sociedade cada vez mais atenta a valores éticos e morais permitir algo deste tipo. Mas outra característica muito importante para nós humanos é conseguir acreditar em contradições. E não estou sendo irônico, pois foi com essa habilidade que demos o passo além dos outros hominídeos e começamos a nossa dominação do mundo (novamente, leiam mais sobre isso no livro do Harari [11]). Então é perfeitamente plausível pensar em humanos completamente contra uso de animais de laboratório comendo carne com queijo em um churrasco, mesmo que o sofrimento dos bovinos que deram origem à comida deles seja igualável ou até maior do que eles querem evitar para os camundongos/coelhos/bodes/beagles/etc. A diferença está apenas no que o sofrimento resultou: alimento ou conhecimento para nossa espécie. Ou quantos de vocês começaram este texto achando um absurdo os maus tratos a animais pela Santa Cruz mas nunca pararam para pensar na vida que os animais de criação levam até serem sacrificados?

Então a mensagem final aqui é que o sofrimento animal faz parte da nossa cultura, quer que concordemos ou não. E que cada um traça uma linha (imaginária obviamente) separando o que é um absurdo do que é aceitável. Não existe uma saída fácil nem rápida, e para ser sincero a maior parte da humanidade nem deve achar que necessitamos de uma saída. Algumas pessoas acabam optando por parar de consumir qualquer produto de origem animal. Apesar de ser uma atitude “nobre”, isto não resolve o problema imediatamente. Afinal para cada um que toma esta atitude existem muitos outros Homo sapiens não se preocupando com esta questão. Sem contar que com o aumento do número de humanos no planeta a demanda de produção de alimento para suprir nossas necessidades aumentou. Consequentemente aumentou-se também a quantidade de animais domesticados e o tamanho das áreas de cultivo, resultando em mais sofrimento e mais impacto ambiental. O foco é quase sempre em produzir mais e se escuta bem pouco sobre produzir menos ou reduzir o consumo. Talvez isto seja esperado já que medidas de longo prazo não são muito bem vistas pelo sistema politico (pra que começar um projeto que vai dar resultados em 50 anos se ele não vai render votos no ano seguinte?), e políticas voltadas para redução de consumo ou controle de natalidade são impopulares. Mas algo precisa ser feito, seja pelo lado puramente voltado para ética e redução de sofrimento ou seja pelo lado mais egoísta de se querer evitar nossa extinção (se é que ainda dá tempo). Ao longo do tempo várias pessoas já chamaram a atenção para isto, e caso tivessem sido ouvidas nossa situação estaria bem melhor agora. Por exemplo, em 1959 Aldous Huxley já tratava do tema em seu livro “Regresso ao admirável mundo novo[15]. Quando o livro foi escrito a população humana era menos da metade do que é hoje, então não podemos pensar que demoramos demais a perceber o problema. Termino este texto então com as palavras dele: “Analisemos o problema da superpopulação. A quantidade sempre crescente de seres humanos pesa cada vez mais sobre os recursos naturais. O que fazer?

O que vocês acham disto tudo? Tem alguma resposta para a pergunta do Huxley? Sugestões ou querem discutir alguma coisa? Deixem comentários abaixo!


Referências:

[1]http://www.nature.com/news/us-government-issues-historic-3-5-million-fine-over-animal-welfare-1.19958
[2] https://awic.nal.usda.gov/government-and-professional-resources/federal-laws/animal-welfare-act
[3] http://ilarjournal.oxfordjournals.org/content/46/3/269.full
[4] https://www.thermofisher.com/fi/en/home/life-science/antibodies/custom-antibodies/custom-antibody-production/custom-polyclonal-antibody-production/custom-rabbit-polyclonal-antibody-production-protocols.html
[5] http://www.scbt.com/research/primary_antibodies_mammalian.html
[6] http://blogs.sciencemag.org/pipeline/archives/2016/05/23/trouble-at-santa-cruz-biotechnology
[7] https://www.glassdoor.com/Reviews/Santa-Cruz-Biotechnology-Reviews-E39955.htm
[8] http://www.newyorker.com/tech/elements/valuable-antibodies-at-a-high-cost
[9]http://www.nature.com/news/discovery-of-goat-facility-adds-to-antibody-provider-s-woes-1.12203
[10} http://www.nature.com/news/thousands-of-goats-and-rabbits-vanish-from-major-biotech-lab-1.19411
[11] Sapiens: Uma Breve História da Humanidade ; Yuval Noah Harari. http://www.ynharari.com/sapiens/short-overview/
[12] http://www.ynharari.com/ecology/articles/the-worst-crime-in-history/
[13] http://www.fao.org/docrep/005/y4252e/y4252e07.htm
[14] http://www.fao.org/english/newsroom/news/2002/7833-en.html
[15] Regresso ao Admirável Mundo Novo ; Aldous Huxley
Fonte das figuras: Wikimedia Commons (https://commons.wikimedia.org/), exceto para figura 1c (arquivo pessoal) e gráficos (feitos a partir de dados oficiais).

Sondando sequências proteicas como fontes para peptídeos antimicrobianos encriptados

Pessoal, depois de um longo e tenebroso inverno finalmente pude voltar a escrever para vocês. E não, não fui para a Finlândia visitar o Gabriel (embora quisesse muito), passar aquele friozinho no Norte da Europa. Estive terminando uma matéria muito puxada da Pós-graduação neste último mês e, como não sou robô para recarregar as minhas baterias na tomada, tive de tirar uns dias para descansar e arrumar minhas coisas para iniciar minha empreitada no Laboratório. Mas agora estou de volta: firme e forte. Então vamos ao que interessa. Vamos bater nosso papo sobre Ciência aqui, no Buteco da Biologia!!! Peguem uma breja (ou refri) geladinha(o)  e vamos lá.

Na matéria de hoje, vou explicar um pouco sobre o artigo científico publicado no período PLOS One em 2012 pelo grupo do pesquisador Carlos Bloch Jr. da Embrapa de Brasília e cujo título é este que encabeça esta matéria no nosso querido blog. O artigo Sondando sequências proteicas como fontes para peptídeos antimicrobianos encriptados (em inglês: Probing Protein Sequences as Sources for Encrypted Antimicrobial Peptides) descreve uma nova ferramenta de bioinformática, desenvolvida por este grupo da Embrapa, objetivando a descoberta de sequências de aminoácidos (os famosos peptídeos), escondidos no interior de proteínas de diversos organismos e que podem possuir atividade antimicrobiana [1].

Um dos objetivos deste trabalho ao desenvolver esta nova técnica (e testá-la) envolve a utilização de pequenos peptídeos com atividade antimicrobiana e que podem ter sua expressão aumentada na soja para prevenir que pragas possam dizimar as grandes plantações deste grão, tão importante à economia do Brasil. Assim, este tipo de tecnologia também entra no campo dos Organismos Geneticamente Modificados (OGMs), embora difira dos organismos transgênicos por um aspecto muito simples: o material genético utilizado para aumentar a expressão de um dado peptídeo com atividade antimicrobiana está contido no DNA da soja (o organismo de origem) e não no DNA de um outro tipo de ser vivo. À este tipo de tecnologia dá-se o nome de INTRAGENIA ou CISGENIA. O artigo que abordaremos utiliza a primeira das duas metodologias citadas, mas, para clarificar melhor os conceitos, explicaremos de forma muito breve o que cada um significa e quais as vantagens (do ponto de vista ético) de sua utilização comparado aos transgênicos.

3-D_DNA

Figura 1 – Nos organismos geneticamente modificados (OGMs) é o DNA, que codifica para uma dada característica de interesse, que é inserido no genoma de um dado organismo receptor. Fonte: http://biology.about.com

 

Diversos autores propuseram definições para os termos CISGENIA INTRAGENIA. Contudo, nesta matéria, utilizaremos aquelas encontradas nos artigos publicados por Sticklen (2015) [2] e Holme et al (2013) [3], visto que foram apresentadas por tais autores após uma cuidadosa revisão da literatura científica sobre este tema. Assim sendo, CISGENIA é definido como a inserção no genoma de um dado organismo de um gene proveniente de um indivíduo da mesma espécie. Neste caso, tanto as sequências de DNA do gene que codificam para a proteína de interesse, quanto aquelas que não codificam (e que podem possuir funções de regulação da expressão) devem provir de um mesmo organismo. Já no caso da INTRAGENIA, o gene também é proveniente de um indivíduo da mesma espécie; entretanto, a porção codificante do gene pode originar de um indivíduo pertencente a uma dada variante da espécie, enquanto as regiões não codificantes podem vir de outras variantes desta espécie.

Ficou confuso??? Vamos exemplificar então, utilizando para isso um dos itens que tem mais sofrido com a inflação e que é base da alimentação dos brasileiros: o Feijão (Phaseolus vulgaris). O conjunto dos genes presentes em todos os tipos de feijão está representado na Figura 2a, mas vale lembrar que nem todas variantes de feijão possuem todos estes genes. Como nossos leitores devem saber, o Feijão Carioca apresenta várias manchinhas, cuja coloração varia de um marrom-escuro até o preto. Suponhamos que esta caráter seja codificado por um gene X e que queremos que as manchinhas passem a se fazer presentes no Feijão Branco. Se formos utilizar uma abordagem de CISGENIA, podemos pegar todo o gene X (Figura 2b) presente no Feijão Carioca e inseri-lo no genoma do Feijão Branco. Agora, vamos supor uma outra situação: digamos que queremos fazer com que as manchas marrons do Feijão Carioca desapareçam e sabemos que a expressão do gene X no seu genoma pode ser suprimida pelo gene Y presente no genoma do Feijão Branco. O único problema é que as regiões regulatórias do gene Y promovem uma expressão muito fraca da proteína por ele codificada. Assim, podemos retirar apenas a porção codificante do gene Y e colocarmos esta região sobre o controle das regiões regulatórias de genes altamente expressos; imaginemos que sejam as regiões regulatórias dos genes W e Z do Feijão Vermelho. Este tipo de abordagem, usada para eliminar as manchas do Feijão Carioca, condiz com o conceito de INTRAGENIA (Figura 2c).

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Figura 2 – Representação esquemática dos Cisgenes e Intragenes. (a) Conjunto dos genes existentes em uma dada espécie; vale lembrar que nem todos estes genes necessitam estar presentes em um único organismo, podendo haver variação entre as diferentes variantes da espécie. (b) Exemplo de um cisgene, no qual a totalidade do gene de interesse é inserido no genoma de um dado indivíduo. (c) Exemplos de intragenes, no qual diversas construções de genes, com segmentos de DNA originadas de distintos genes e/ou variantes, podem ser utilizadas para expressão de uma característica de interesse em um dado organismo. Fonte: Holme et al, 2013Plant Biotechnology Journal.

Após estas importantes explicações de um dos objetivos principais do artigo do qual vamos tratar, está mais do que na hora de discutirmos a seu respeito. Mas ATENÇÃO, recomendo que acessem as links (palavras em azul) os quais irei referenciar durante a explicação deste paper, visto que a partir daqui os termos podem se tornar um pouco nebulosos para aqueles que não estão familiarizados com a literatura científica. Então, vamos lá!!!

Logo de cara, o artigo escrito por Brand e colaboradores [1] inicia expondo qual será o alvo do trabalho de desenvolvimento do Kamal (a ferramenta de bioinformática que mencionei anteriormente): a busca por peptídeos encriptados (“escondidos”) e que estão escondidos no interior de proteínas que possuem alguma função conhecida. É curioso notar que estes peptídeos, liberados após a quebra das proteínas de onde se originam, também são funcionalmente ativos, vide os casos de peptídeos antimicrobianos presentes na pele dos sapos [4] e das hemorfinas, que são produzidas a partir da degradação da hemoglobina (a proteína de transporte de oxigênio no sangue) [5].

Tendo em vista estas propriedades de peptídeos encriptados, já descritos na literatura [4,5], e a grande disponibilidade de genomas descritos, os autores deste artigo se propuseram a desenvolver uma ferramenta computacional capaz de analisar as características físico-químicas de vários possíveis peptídeos encriptados no interior das proteínas de vários organismos e compará-los àqueles peptídeos antimicrobianos de função já conhecida. Esta ferramenta computacional, conhecida como Kamal, foi capaz de identificar 15 peptídeos que, juntamente com outras 11 sequências de peptídeos que ocorrem naturalmente, foram sintetizados quimicamente para averiguar os parâmetros biofísicos e sua interação com membranas biológicas simuladas. Caso estas duas características fossem, então, similares àquelas de peptídeos antimicrobianos encontrados na natureza, estes peptídeos encriptados seriam testados quanto à sua capacidade de combater algumas bactérias patogênicas, como Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Pseudomonas aeruginosa Xanthomonas axonopodis. Assim sendo, os peptídeos que possuírem alguma atividade antimicrobiana passarão a ser conhecidos como peptídeos antimicrobianos intragênicos (cuja sigla em inglês é IAPs, de intragenic antimicrobial peptides).

Mas, como este software foi capaz de identificar quais possíveis peptídeos, escondidos no interior de proteínas de soja, possuíam semelhança com aqueles peptídeos antimicrobianos que ocorrem naturalmente na natureza? Em primeiro lugar, os autores buscaram alguns peptídeos com propriedades antimicrobianas (AMPs) encontradas no Banco de Dados Antimicrobial Peptide Database (APD) e, a partir das informações contidas no mesmo, compararam as características dos AMPs com aquelas calculadas para os IAPs. As principais características usadas para realizar tal comparação foram a hidrofobicidade (ou seja, a capacidade de interagir melhor com os lipídeos do que com a água), a carga dos peptídeos e sua estrutura. Estas propriedades foram selecionadas com base em achados da literatura científica que indica que tais peptídeos antimicrobianos promoveriam a morte dos microrganismos ao interagir com sua membrana plasmática, que é rica em uma classe de lipídeos que possuem, em uma de suas pontas, um grupo com carga elétrica ou neutro (porém, com uma polaridade, seja positiva ou negativa), conhecido como fosfolipídeos [6].

O software Kamal encontrou cerca de 500 IAPs com as características desejadas; contudo, como a ferramenta utilizada não pode garantir que todos possuem atividade antimicrobiana. Assim, 15 IAPs foram selecionados, aleatoriamente, para posterior caracterização de suas propriedades físico-químicas e se estes IAPs possuem, de fato, atividade antimicrobiana. Dentre os IAPs analisados, os resultados experimentais apontaram que IAPs com características mais hidrofóbicas e com uma estrutura específica (a alfa-hélice) interagiram de uma forma melhor com membranas, cujos lipídeos são eletricamente neutros. Além disso, estes lipídeos foram capazes de inibir o crescimento de microrganismos, como E. coli, P. aeruginosa, S. aureus X. axonopodis, indicando possuírem uma atividade antimicrobiana atacando tipos específicos de lipídeos da membrana destes micróbios.

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Figura 3 – Representação esquemática de uma alfa-hélice, um tipo de estrutura secundária formada pelos aminoácidos que integram um dado peptídeo. Fonte: http://chsibbio10-12.wikispaces.com/.

Diante destes resultados, os pesquisadores decidiram testar se IAPs, descobertos com esta ferramenta de bioinformática, poderiam ser aplicados como fonte de genes para técnicas de intragenia. Deste modo, dois peptídeos, encontrados no interior das proteínas flavonóide-3-hidroxilase lipoato-proteína ligase B, ambas encontradas na soja (Glycine max), foram utilizados para testar seu potencial em prevenir a disseminação  e infecção dos esporos de Phakospsora pachyrhizi, o fungo causador da Ferrugem Asiática da Soja, na superfície das folhas. Como mostrado na Figura 4, ambos peptídeos foram capazes de inibir o crescimento da Ferrugem Asiática em comparação ao organismo controle (não tratado com nenhum peptídeo). Este resultado indica que, embora o software Kamal não seja capaz de predizer com 100% de certeza se um dado IAP possuirá atividade antimicrobiana, ele pode ser utilizado como uma ferramenta capaz de filtrar, entre a gigantesca quantidade de proteínas existente nos organismos, aqueles poucos peptídeos encriptados que, eventualmente, podem ser importantes candidatos a serem utilizados para combater determinados micróbios.

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Figura 4 – Os peptídeos encontrados nas proteínas Flavonóide-3-hidroxilase (Peptídeo 1) e Lipoato-proteína ligase B (Peptídeo 2) possuem atividade antimicrobiana capaz de proteger as plantas de soja da infecção com o fungo da Ferrugem Asiática. A esquerda está indicado a concentração de peptídos utilizado em cada experimento. Adaptado de: Brand et al (2013).

 

É interessante notar a história desenvolvida neste artigo. A ferramenta de bioinformática Kamal utiliza de conhecimentos de Bioquímica e Biofísica para tentar desvendar os possíveis peptídeos que podem ser utilizados em técnicas de intragenia. Isto apresenta uma grande vantagem do ponto de vista agrícola (não a toa o trabalho foi desenvolvido na EMBRAPA e o modelo de estudo é a soja). Há muito tempo, a utilização da tecnologia dos transgênicos tem sido feita de modo a aumentar a produtividade das lavouras e a resistências das plantações a diversas pragas e condições ambientais adversas [3].

Contudo, aspectos éticos contra a utilização desta tecnologia vêm sendo levantados pela sociedade, como discutido pelo filósofo Bjørn Myskja [7]. Este filósofo discute que parte dela rejeita os transgênicos, seja por uma crença no poder de um ser superior e criador que não pode ser replicado pelo homem (ou seja, os transgênicos seriam “brincar de Deus”), seja porque parte da sociedade acredita que a introdução de genes de uma espécie em outra completamente distinta cruza a barreira interespecífica e que isto não é natural. Sob esta perspectiva, as técnicas de cisgenia e intragenia, como a abordada nesta matéria do blog, viriam a calhar, pois os genes que iriam ser expressos em um dado organismo originar-se-iam de um indivíduo proveniente da mesma espécie.

Além disso, sob o aspecto ambiental, a descoberta de peptídeos antimicrobianos (os IAPs), existentes no genoma do próprio organismo, poderiam ser utilizados para aumentar a produtividade das lavouras (por reduzir as perdas com pragas agrícolas), reduzindo a área de terras utilizadas para plantio, bem como o uso de agrotóxicos nas plantações e que podem prejudicar a saúde dos consumidores.

E vocês, o que pensam sobre o uso da tecnologia dos intragênicos nas propriedades agrícolas? Existe alguma grande vantagem em relação aos transgênicos? Mais ainda, o que vocês pensam da tecnologia dos transgênicos? Particularmente, não creio que exista dilema moral na sua utilização, mas gostaria de saber se vocês concordam ou não comigo.

Deixem a opinião de vocês nos comentários e muito obrigado por curtirem mais esta matéria aqui, no nosso Buteco da Biologia!!!!!!


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] BRAND, G. D. et al. Probing Protein Sequences as Sources for Encrypted Antimicrobial Peptides. PLoS ONE, v. 7, n. 9, p. e45848, 2012.
[2] STICKLEN, M. Transgenic , Cisgenic , Intragenic and Subgenic Crops. Advances in Crop Science and Technology, v. 3, n. 2, p. 2–3, 2015.
[3] HOLME, I. B.; WENDT, T.; HOLM, P. B. Intragenesis and cisgenesis as alternatives to transgenic crop development. Plant Biotechnology Journal, v. 11, p. 395–407, 2013.
[4] VANHOYE, D. et al. Antimicrobial peptides from hylid and ranin frogs originated from a 150-million-year-old ancestral precursor with a conserved signal peptide but a hypermutable antimicrobial domain. European Journal of Biochemistry, v. 270, p. 2068–2081, 2003.
[5] ZHAO, Q. et al. Opioid Peptides Derived from Hemoglobin : Hemorphins. Biopolymers, v. 43, n. 2, p. 75–98, 1997.
[6] ZASLOFF, M. Antimicrobial peptides of multicellular organisms. Nature, v. 415, n. January, p. 389–395, 2002.
[7] MYSKJA, B. K. The moral difference between intragenic and transgenic modification of plants. Journal of Agricultural and Environmental Ethics, v. 19, p. 225–238, 2006.

 

A vacina contra gripe é perigosa?

Resolvi sair da rotina do que pretendo divulgar e irei dedicar este próximo texto a dúvidas que tenho ouvido cada vez mais nos últimos dias. Elas giram em torno de: a vacina contra gripe (H1N1) é segura? Ela causa narcolepsia ou outros problemas de saúde? Devo me vacinar? Não prometo responder todas, mas pretendo esclarecer algumas coisas para que vocês possam construir as próprias opiniões. Vou começar então falando sobre o que este texto não vai ser. Ele não será uma revisão sobre os vírus Influenza, nem sobre as pandemias de gripe, nem sobre formas de contágio ou estágios da doença, assim como não vai ser um texto pró (ou anti) vacinação. Portanto, não vou gastar espaço aqui explicando muito sobre o que é a gripe, sua história, com o vírus funciona, etc. Existem muitas outras fontes para isto, e o foco do texto iria mudar. Vou tentar ir direto ao ponto explicando apenas o que for necessário quando precisar.

A gripe é causada pelos vírus Influenza, que pertencem à família Orthomyxoviridae. Estes vírus possuem várias peculiaridades, dentre as quais vou destacar uma que será importante para melhor compreensão do que estou abordando aqui: seu genoma segmentado. Isto significa que o material genético destes vírus não é encontrado como na maior parte dos organismos, em uma molécula única. Ele é dividido em oito segmentos individuais, cada um contendo uma parte do genoma (Figura 1). Cada segmento possui diversos subtipos e quando o vírus é montado durante uma infecção ele pode receber inúmeras combinações destes segmentos. Por exemplo: os segmentos mais conhecidos são o H (hemaglutinina) e N (neuraminidase). Existem dezesseis H (H1 a H16) e nove N (N1 a N9) descritos [1]. Um novo vírus pode receber durante sua formação qualquer H e qualquer N disponível na célula infectada, sendo chamado então pela combinação resultante (H1N1, H3N2, etc). Parando para pensar sobre isso é possível concluir que a diversidade da progênie viral (“seus descendentes”) é imensa, principalmente ao se levar em consideração todos os oito segmentos, mutações em cada um deles e o fato de que mais de um tipo de Influenza pode estar presente no mesmo organismo.

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Figura 1: Representação esquemática de um vírus Influenza, com seus oito segmentos genômicos mostrados no interior da partícula (imagem retirada do Virology Blog, ótimo local para se aprender mais sobre virologia!) e diferentes gêneros dentro da família Orthomyxoviridae, conforme definidos pelo ICTV (Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus). Referências: http://www.virology.ws/2009/09/22/the-a-b-and-c-of-influenza-virus/   e    http://www.ictvonline.org/virustaxonomy.asp

O grande potencial para diversidade faz com que os vírus Influenza mudem o tempo inteiro. E este é um desafio para a vacinação, uma vez que se tomar uma vacina contra o vírus “errado” não imuniza a pessoa contra o vírus que estará circulando naquele ano. Como o processo de produção da vacina é demorado, a prática adotada tem sido reformular as vacinas todo ano para melhor adequá-las às linhagens virais que provavelmente estarão circulando no futuro próximo. Nas ultimas décadas o GISRS (Sistema de Vigilância e Resposta Global Contra Influenza, da Organização Mundial de Saúde) monitora a evolução e dispersão dos vírus Influenza e recomenda quais linhagens virais devem ser utilizadas para a produção das vacinas [2]. Existem três formas de se produzir as vacinas contra gripe. A mais tradicional é feita com o uso de ovos embrionados de galinha, mas células de mamíferos ou vírus recombinantes também são usados em certos casos. As diferenças são o tempo de preparo, os antígenos exógenos que podem estar presentes no produto final e o fato de se usar ou não vírus geneticamente modificados. A recomendação do vírus a ser usado vem da OMS (Organização Mundial de Saúde), as vacinas são produzidas por laboratórios diversos (em sua maioria privados) e os lotes produzidos são liberados após serem aprovados pelas autoridades competentes locais [3]. A regulação varia dependendo do País que vai usar a vacina, e como são muitas empresas e muitas metodologias envolvidas, o processo de preparo (e componentes encontrados na vacina pronta) difere entre os fabricantes e mesmo entre os lotes.

Agora que já sabemos que o vírus é bem peculiar, muda o tempo todo, e que as vacinas são feitas cada vez com um vírus diferente e de formas distintas, posso voltar às perguntas principais: estas vacinas são seguras? Elas causam narcolepsia? A narcolepsia é uma condição neurológica crônica resultante da incapacidade do cérebro em regular os ciclos de despertar e dormir corretamente. Pacientes sofrem de sonolência profunda muitas vezes acompanhada de relaxamento muscular repentino, e é difícil imaginar como isto pode estar relacionado a uma vacina contra gripe. Mas o fato é que mais de 1300 pessoas vacinadas contra H1N1 na Europa em 2009/2010 desenvolveram narcolepsia, uma relação causal forte e que foi investigada. Até mesmo a GlaxoSmithKline (GSK), produtora da vacina, admitiu a ligação entre a vacina e o aparecimento de narcolepsia e já compensou financeiramente alguns pacientes e suas famílias [4]. A relação entre esta vacina específica de 2009 (Pandemrix, Figura 2) da GSK e o aparecimento de narcolepsia também foi reconhecida pelo CDC (Centro de Controle de Doenças, EUA). Segundo o CDC, a vacina Pandemrix produzida para uso contra H1N1 na Europa em 2009 aumentou o risco de narcolepsia em vacinados, sendo que isto foi inicialmente percebido na Finlândia e posteriormente em outros lugares como no Reino Unido. Eles também afirmam que a vacina nunca foi utilizada nos EUA, e analisaram bancos de dados relacionados a reações adversas nas vacinações contra Influenza nos EUA para provar que as vacinas utilizadas por eles não causaram este tipo de problema [5].

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Figura 2: Imagem de frascos da vacina Pandemrix produzida pela GSK em 2009 [4].

Mas como a Pandemrix levou ao aparecimento de narcolepsia em uma pequena parte dos vacinados? A relação entre a vacina e a doença parecia clara, até a empresa responsável e o CDC reconheceram o problema, mas não se sabia como isto acontecia. Ano passado um artigo foi publicado explicando a possível causa, após pesquisadores americanos e italianos procurarem por proteínas do cérebro humano que se assemelhavam às proteínas encontradas na vacina. E um alvo foi encontrado: uma parte do receptor humano para hipocretina (molécula responsável pela regulação do sono, entre outros) era bem parecida com uma proteína do H1N1. Esta era uma nucleoproteína viral codificada por um segmento genômico diferente do H e do N. Foi proposto então que a vacina Pandemrix, ao gerar uma resposta imune contra o vírus H1N1, também poderia levar à produção de anticorpos capazes de reconhecer um receptor do cérebro humano responsável pela regulação do sono! Estes anticorpos poderiam então se ligar ao receptor humano levando à morte das células onde eles se encontram, dando origem à narcolepsia. Outro grupo de pesquisadores mostrou que a vacina Pandemrix continha níveis mais elevados desta nucleoproteína do H1N1 em comparação com vacinas não associadas com o risco de narcolepsia. Também foi mostrado que soro de pacientes com narcolepsia que receberam a vacina Pandemrix possuía anticorpos contra o receptor, e que soro de pessoas que receberam outras vacinas não possuía estes anticorpos. Como o número de pessoas afetadas foi baixo frente ao número total de vacinados com a Pandemrix (mas ainda assim significativo), o mais provável é que fatores genéticos dos vacinados também contribuíram para a resposta autoimune. A pergunta que surgiu em seguida foi: se a vacina Pandemrix pode levar a narcolepsia devido à resposta imune contra uma proteína viral presente nela, será que o vírus por si só não levaria a narcolepsia também? Alguns dados mostram que sim, já que casos de narcolepsia apareceram na China após a pandemia de 2009 (onde a Pandemrix não foi usada). Todos estes resultados são interessantes, e pesquisas futuras dedicadas a estas observações irão ajudar a confirmar (ou refutar, apesar das várias evidencias até então) a ligação da vacina usada em 2009 na Europa e do próprio vírus Influenza com a narcolepsia [4,6]. Qual o impacto disto tudo? Primeiro ganhamos mais informações sobre os mecanismos da narcolepsia, que poderão ser usadas para estudos sobre a doença. Depois, temos evidencias fortes de uma reação autoimune originada por vacinas produzidas fora de células de mamíferos, devido a um antígeno do vírus contra o qual ela foi feita para proteger. Isto também abriu portas para vacinas mais seguras, que poderão ter os níveis desta nucleoproteína viral avaliados antes da liberação ou mesmo serem feitas com vírus recombinantes sem a nucleoproteína. E temos o impacto disto nas epidemias de Influenza: se algumas variações do vírus Influenza forem realmente capazes de causar narcolepsia em pessoas geneticamente susceptíveis, devemos tomar ainda mais cuidado em como lidar em situações de pandemia?

Termino o texto respondendo perguntas óbvias que deve ter surgido na cabeça de vocês. A primeira deve ser: e no Brasil? Pesquisando no site do Ministério da Saúde descobri que a vacina ofertada pelo SUS é feita pelo Instituto Butantan em parceria com o laboratório privado Sanofi Pasteur. A vacina da campanha de 2016 é trivalente e protege contra H1N1, H3N2 e Influenza B conforme recomendação da OMS [7]. O informe técnico do Ministério relacionado à campanha de 2016 coloca como contraindicação da vacina alergia grave a ovos ou derivados, o que mostra que a vacina é produzida em ovos. Durante o processo os vírus são inativados (mortos, possivelmente por métodos químicos) e posteriormente fracionados e purificados, então não existem vírus vivos nem inteiros na vacina. O informe menciona que em 2009 casos de narcolepsia foram associados à vacinação em países nórdicos, mas diz que não há uma conclusão efetiva sobre o caso (ao contrário da afirmação feita por pesquisadores e pelo CDC mencionados acima). Não há nenhuma menção aos níveis da nucleoproteína problemática nas vacinas, mas existe uma afirmação de que não houveram casos de narcolepsia associados à vacina do Instituto Butantan – Sanofi Pasteur no passado [8]. Além destas informações fornecidas pelo Ministério da Saúde, achei uma apresentação de dados da Escola Nacional de Saúde Publica da Fundação Oswaldo Cruz datada de março de 2010 mencionando que se usou três tipos de vacina contra H1N1 no Brasil: compradas da Novartis, Sanofi Pasteur e a Pandemrix da GSK [9]! Então acredito que a rede privada pode ter outras vacinas que não a do Butantan – Sanofi, o que pode tornar qualquer generalização sobre vacinas contra gripe no Brasil um pouco perigosas. Como não existem dados sobre a associação entre narcolepsia e a Pandemrix no Brasil, talvez a quantidade utilizada na época foi pequena ou a notificação de problemas não foi feita corretamente. Uma publicação simples de pesquisadores de São Paulo afirma que 25% da população foi vacinada com a Pandemrix, mas não consegui confirmar este dado na referencia citada por eles [10]. Seria ótimo se alguém com mais informações sobre isso pudesse nos esclarecer nos comentários!

Finalmente, vamos à última pergunta que quero tentar responder aqui. Tomar a vacina é seguro? Como vimos acima as vacinas variam muito, de acordo com os vírus utilizados e de acordo com os métodos de produção. Dizer que uma vacina é 100% segura é uma visão muito simplista das coisas, assim como dizer que as vacinas só causam mal. Estas visões equivocadas que mais parecem brigas por futebol (e infelizmente por política, recentemente), onde cada um escolhe um “lado” e o defende ignorando seus problemas e não reconhecendo as qualidades do outro, não trazem nada de bom para tomadas de decisões. As vacinas são muito importantes, mesmo com seus defeitos. Foi com a vacina contra varíola, que causava reações dolorosas e deixava cicatrizes, que a humanidade conseguiu erradicar uma das piores doenças que já existiu. Foi graças à vacina Sabin contra poliomielite (o famoso Zé Gotinha), que tem uma chance de um em alguns milhões de causar paralisia vacinal, que se reduziu imensamente a quantidade de crianças acometidas por paralisia infantil no mundo. E eu poderia citar muitos outros exemplos de vacinas capazes de causar problemas mas que trouxeram ganhos muito maiores para a humanidade. Mas não podemos esquecer os problemas. Casos de problemas com vacinas sempre aparecem, e apesar de muitos serem falsos ou nunca confirmados, alguns são reais. Existe muito dinheiro envolvido por trás das vacinas e vacinações e não podemos ser ingênuos de pensar que a indústria não pensa no lucro, que todos os políticos e reguladores são idôneos, e que todos os contratos e acordos são isentos de corrupção. Existe também o erro humano: a produção de imunobiológicos é bem regulada e controlada nos laboratórios responsáveis, mas problemas podem aparecer mesmo nos melhores lugares [11]. Sem contar os fatores genéticos de cada um, que podem proteger contra certos problemas ou deixar a pessoa susceptível a eles. Então, acredito que a saída esta no caminho do meio, com a utilização de conhecimento e pensamento racional. Saber qual vacina você está tomando, porque está tomando, e quais problemas podem surgir é uma ótima atitude. Não tomar a vacina contra H1N1 e correr o risco de pegar gripe (uma doença aguda e grave) porque uma vacina diferente aumentou os riscos de narcolepsia em uma população diferente mais de 5 anos atrás faz sentido? Ou é melhor garantir que você vai se imunizar contra H1N1, protegendo a si mesmo e evitando de espalhar o vírus caso tenha contato com ele, sabendo qual vacina você tomou e assumindo que riscos pequenos de complicações podem acontecer? E o mais importante: não tomem decisões se baseando em qualquer boato que aparece por aí. Parem, se informem, pensem e decidam! 

PS: Depois de terminar o texto vi que estão surgindo boatos associando a vacina contra gripe com a Síndrome de Guillain Barré (SGB)! Voltei ao informe técnico de 2016 do Ministério da Saúde e à pagina do CDC e vi que ambos apresentam quase as mesmas informações: uma única vez se detectou risco (pequeno) aumentado de SGB após vacinação contra gripe, mas isto aconteceu em 1976. Trabalhos posteriores sobre o assunto apresentam resultados contraditórios, e não foram capazes de mostrar exatamente porquê. Existem relatos que a própria infecção por Influenza em pessoas não vacinadas pode levar a SGB, em níveis muito maiores do que o risco de SGB desencadeada por vacinações (que é de 1 em um milhão aproximadamente) [8 , 12]. Então, voltamos ao que foi discutido acima: a vacina pode ter um risco bem baixo de complicações ligadas à SGB, mas em contrapartida tem o benefício quase certo de proteger o vacinado contra a doença (neste caso, também o protegendo do risco de SGB vindo da infecção natural). Será que vale a pena tomar a vacina, ou é melhor arriscar não tomá-la?

Alguma dúvida, palpite, informações não incluídas no texto ou sugestões para outros temas a serem abordados no futuro? Deixem um comentário!


Referências Bibliográficas

  1. Ghedin et al 2009 ; Mixed Infection and the Genesis of Influenza Virus Diversity ; Journal of Virology. http://jvi.asm.org/content/83/17/8832.full#ref-9
  2. Who Writing Group 2010, Improving influenza vaccine virus selection: report of a WHO informal consultation held at WHO headquarters, Geneva, Switzerland, 14-16 June 2010 ; Influenza Other Respir Viruses ; 2012 Mar;6(2):142-52, e1-5. doi: 10.1111/j.1750-2659.2011.00277.
  3. http://www.cdc.gov/flu/protect/vaccine/how-fluvaccine-made.htm
  4. http://www.sciencemag.org/news/2015/07/why-pandemic-flu-shot-caused-narcolepsy
  5. http://www.cdc.gov/vaccinesafety/concerns/history/narcolepsy-flu.html 
  6. Ahmed et al 2015 ; Antibodies to influenza nucleoprotein cross-react with human hypocretin receptor 2 ; Science Translational Medicine. http://stm.sciencemag.org/content/7/294/294ra105
  7. http://portalsaude.saude.gov.br/index.php/perguntas-e-respostas-influenza
  8. http://portalsaude.saude.gov.br/images/pdf/2016/marco/11/informe-tecnico-campanha-vacinacao-influenza-2016.pdf
  9. http://www.ensp.fiocruz.br/biblioteca/dados/txt_16817315.ppt
  10. Fernandes et al 2015 ; Influenza A (H1N1) pandemic vaccination – an underlying risk factor for many CNS complications in Brazil ; Arq. Neuro-Psiquiatr, http://dx.doi.org/10.1590/0004-282X20140175
  11. http://www.nature.com/news/nih-suspends-clinical-trials-after-contamination-risk-discovered-1.19793
  12. http://www.cdc.gov/flu/protect/vaccine/guillainbarre.htm

Mulher Brasileira: Bela, Brilhante e do Lab

Todos nossos leitores sabem que o foco do blog Buteco da Biologia é fazer divulgação científica de maneira responsável, baseando nossos artigos no que há de mais recente na literatura científica e tentando passar isso para o público de um modo que lhes seja fácil de compreender. É notório, ainda, que este blog não se posicionou, de nenhuma forma, acerca do momento político do Brasil, pois não achamos que cabe este tipo de discussão aqui, bem como porque acreditamos que devemos respeitar a opinião de cada um, assim como o direito de livre expressão de qualquer pessoa.

Contudo, no dia 18 de abril de 2016, apenas um dia após a aprovação da admissibilidade do processo de impeachment contra a Presidente Dilma Rousseff pela Câmara dos Deputados, a Revista Veja publicou uma reportagem intitulada: “Marcela Temer: bela, recatada e ‘do lar’”, exaltando estas qualidades da esposa do Vice-Presidente da República Michel Temer, como se fossem características primordiais e exemplares a serem seguidas por toda e qualquer mulher. O blog Buteco da Biologia repudia o comportamento machista da Revista Veja, visto que o papel da mulher na nossa sociedade não pode ser resumido a isto e que observamos, diariamente, que várias destas mulheres (independentemente de serem “do lar” ou não) contribuem, à sua maneira, para construírem um país melhor. Sem elas, certamente, muitos dos avanços que temos o prazer de desfrutar hoje em dia, seriam impossíveis. Sem elas, a ciência nunca teria chegado ao patamar que chegou hoje.

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Figura 1 – Mulheres nas Ciências Biológicas: da esquerda para a direita e de cima para baixo: Bertha Lutz, Marta Vannucci, Tábita Hunemeier, Graziela Barroso, Ruth Nussenzweig, Suzana Herculano-Houzel, Alline Campos, Johanna Döbereiner, Daiana Ávilla, Erna Kroon e Rosalind Franklin. Fonte: Google Images

De fato, se fôssemos escrever um artigo sobre a contribuição individual de cada mulher que tenha dedicado sua vida a fazer ciência, a nossa postagem seria sem fim. Basta uma simples olhada para a história científica para vermos que importantes contribuições no campo da radioatividade (Marie Curie, franco-polonesa), na estrutura da molécula de DNA (Rosalind Franklin, britânica) e na biodiversidade brasileira (Bertha Lutz, brasileira) tem o dedo destas brilhantes mulheres. Inclusive, um dos vencedores do Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia do último ano é a cientista Youyou Tu, por sua contribuição na descoberta de uma nova terapia contra a malária.

Este blog tem planejado duas postagens a serem lançadas em breve: uma a respeito de uma publicação sobre intragenia, do grupo do pesquisador Carlos Bloch Jr. (Embrapa), e outra sobre o vírus da gripe H1N1. Entretanto, em face dos recentes acontecimentos e como forma de homenagear as cientistas brasileiras que fogem do “modelo padrão da mulher brasileira” difundido pela Revista Veja, o Buteco da Biologia resolveu adiar o lançamento destas duas matérias e fazer, em seu lugar, um pequeno resumo sobre as cientistas brasileiras pioneiras na pesquisa em Biologia e que mostraram, desde cedo, que lugar de mulher também é no laboratório.

TOP 5 – PIONEIRAS DAS CIÊNCIAS BIOLÓGICAS (baseado no documento “Pioneiras da Ciência no Brasil” disponível na página do CNPq):

 

  • Bertha Lutz (Bióloga; 1894-1976) – Bertha Lutz foi uma pesquisadora do Museu Nacional do Rio de Janeiro tendo atuado, principalmente, como zoóloga especializada em anfíbios. Ela alcançou grande reconhecimento internacional como cientista, tendo descrito várias espécies animais como Liolaremus lutzae e Paratelmatobius lutzii. Bertha também contribuiu de forma significativa para a pesquisa em botânica, tendo organizado sistematicamente o primeiro herbário do seu pai e também pesquisador Adolpho Lutz e publicado o importante estudo intitulado “Estudos sobre a biologia floral da Magnifera indica L.”. Além de sua atuação como cientista, ela também teve grande importância na vida política do Brasil, como ativista do movimento feminista brasileiro, havendo contribuído, de forma significativa, para a instituição do direito das mulheres ao voto em 1932 [1,2].
  • Graziela Barroso (Botânica; 1912-2003) – Graziela Barroso foi cientista e docente na Universidade de Brasília (UnB), tendo trabalhado na catalogação de diversas plantas do Brasil, sendo considerada a maior especialista nesta área. Graziela é autora de dois dos mais importantes livros na botânica brasileira: “Sistemática de Angiospermas do Brasil” e “Frutos e Sementes”. Além de ter adquirido reputação internacional por sua excelência na Botânica, ela chegou a ser eleita para a Academia Brasileira de Ciências em 2003; contudo, faleceu menos de um mês antes de tomar posse. Em sua homenagem, diversos pesquisadores atribuíram a novas espécies de planta descobertas o seu nome, tais como Dorstenia grazielae e Diatenopteryx grazielae [1,3].
  • Johanna Döbereiner (Agrônoma; 1924-2000) – Johanna Döbereiner nasceu na República Tcheca em 1924, tendo se naturalizado Brasileira em 1956, e desenvolveu importantíssimos trabalhos acerca da fixação biológica de nitrogênio, o que levou a uma redução significativa no consumo de fertilizantes nitrogenados nas plantações de soja do Brasil e à economia significativa nos custos de produção dos seus grãos, fazendo do Brasil o país com o menor custo de produção da soja no mundo. Os seus trabalhos com a associação de bactérias fixadoras de nitrogênio do gênero Spirillum, desenvolvidos na EMBRAPA, foram importantes, também, para o desenvolvimento de programas de produção de biocombustíveis e cultivo da cana-de-açúcar no Brasil, como o PROALCOOL. Johanna foi vice-presidente da Academia Brasileira de Ciências em 1995 e, devido aos seus esforços em reduzir o uso de fertilizantes agrícolas e nos custos da plantação, ela chegou a ser indicada ao Prêmio Nobel da Paz em 1997, embora não tenha sido agraciada com tal honraria [1,4].
  • Marta Vannucci (Ecóloga; 1921-) – Marta Vannucci foi bióloga, atuando com ênfase em oceanografia ecológica, tendo sido uma das fundadoras e a primeira mulher diretora do Instituto de Oceanografia da USP. Marta trabalhou, inicialmente, com ecossistemas de mangue, tendo ajudado, posteriormente, a criar um atlas, junto mais de 300 outros cientistas do mundo, descrevendo os ecossistemas de mangue existentes no globo. Sua principal área de atuação, no entanto, esteve relacionada ao estudo do plâncton marinho, tendo sido uma das primeiras pessoas a estudar e ajudar a entender a oceanografia do Oceano Índico, quando atuou como pesquisadora na Índia a convite da UNESCO. Atualmente, Marta é professora aposentada da USP, Sênior Expert in Marines Science da UNESCO e Honorary advisor do International Society of Mangrove Ecosystems de Okinawa, no Japão [1,5].
  • Ruth Nussenzweig (Parasitologista; 1928-) – Ruth Nussenzweig é parasitóloga, tendo iniciado sua vida acadêmica com o Dr. Samuel Pessoa no Departamento de Parasitologia da USP. Inicialmente, Ruth trabalhou com o parasito causador da Doença de Chagas Trypanosoma cruzi, na tentativa de reproduzir os dados encontrados anteriormente por cientistas russos do uso do mesmo para o tratamento e cura do câncer. Embora os resultados deste estudo tenham se mostrados negativos, durante seus experimentos Ruth e seus colegas conseguiram mostrar que o uso de violeta genciana ao sangue contaminado com o parasita previne a transmissão da doença. Após trabalhar um período como docente na Universidade de São Paulo e cursar o pós-doutorado na França, Ruth deixa o Brasil em 1964 devido ao período conturbado pelo qual passava o país, logo após o estabelecimento do Regime Militar. Ela passa, então, a integrar o Centro Médico da New York University, onde tornou-se Professora Titular no Departamento de Parasitologia Médica e Molecular. Nos anos seguintes, Ruth dedicou-se à busca por uma vacina eficaz contra a malária, estabelecendo redes de colaboração, inclusive com pesquisadores da FIOCRUZ. Devido à relevância do seu trabalho como cientista, Ruth Nussenzweig foi condecorada, em 1998, com a Ordem Nacional do Mérito Científico classe Grã-Cruz pela Presidência da República [1,6].

Dentre as cientistas brasileiras de grande renome, tanto no cenário nacional quanto internacional, que atuam atualmente nas mais diversas áreas da Biologia, podemos citar [7,8]:

  • Alline Campos (Universidade de São Paulo), que atua pesquisando a produção de medicamentos com efeitos colaterais reduzidos para pacientes que sofrem de ansiedade e depressão.
  • Daiana Ávilla (Universidade Federal do Pampa), que trabalha com o desenvolvimento de uma nova terapia para a esclerose lateral amiotrófica.
  • Tábita Hunemeier (Universidade de São Paulo), que faz pesquisa na área de Genética e Biologia Evolutiva, trabalhando, atualmente, na elucidação dos caracteres que diferenciam a população do continente americano daquelas dos demais continentes.
  • Suzana Herculano-Houzel (Universidade Federal do Rio de Janeiro) é uma neurocientista, cuja principal área de atuação é a neuroanatomia. Suzana é responsável pelo desenvolvimento de um método para contagem da quantidade de neurônios no cérebro humano e de outros animais, bem como por descrever a relação da espessura e área do córtex cerebral com o número de giros do cérebro. Ela também atua com divulgação cientifica de qualidade há muitos anos, e faz análises críticas bem interessantes sobre os vários problemas enfrentados por cientistas brasileiros (clique aqui para acessar o blog dela)[9].
  • Erna Kroon (Universidade Federal de Minas Gerais) é uma virologista, que atualmente atua desenvolvendo pesquisa sobre os Vírus da Dengue, Vaccinia Bovina e aqueles capazes de causar infecções no sistema nervoso central. Erna foi responsável por grandes avanços no estudo de surtos causados por Vaccinia vírus no Brasil, é reconhecida pela sua capacidade em formar novos cientistas e já fez parte da Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) [10, 11].

Além destas mulheres que contribuíram (e contribuem) de forma muito grandiosa para a ciência brasileira, muitas outras continuam dando suas vidas em prol do desenvolvimento das Ciências Biológicas e constituem grande parte da elite intelectual não apenas do nosso país, mas também do mundo. O blog Buteco da Biologia gostaria, também, de deixar sua homenagem e agradecimento à todas as mulheres que continuam lutando pela ciência brasileira e vencendo a cada dia os inúmeros desafios que é ser produtivo nesta área em nosso país, desde as dificuldades em obter financiamentos razoáveis até mesmo por simples questões estruturais das instituições de pesquisa brasileiras.

O nosso blog gostaria de deixar bem claro sua posição de reprovação ao conteúdo machista publicado pela Revista Veja e reitera seu posicionamento de que o lugar da mulher é onde ela quiser, inclusive nas bancadas dos laboratórios de pesquisa do Brasil.

Assinam esta os Colaboradores do Blog Buteco da Biologia.


REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] – DE MELO, H. P.; RODRIGUES, L. M. C. S. Pioneiras da Ciência no Brasil. Rio de Janeiro: SBPC, 2013.
[2] – https://pt.wikipedia.org/wiki/Bertha_Lutz
[3] – https://pt.wikipedia.org/wiki/Graziela_Maciel_Barroso
[4] – https://pt.wikipedia.org/wiki/Johanna_D%C3%B6bereiner
[5] – http://www.io.usp.br/index.php/noticias/49-io-na-midia/862-a-mulher-que-navegou-nos-mares-do-mundo-marta-vannucci
[6] – https://pt.wikipedia.org/wiki/Ruth_Sonntag_Nussenzweig
[7] – http://cientistabeta.com.br/2016/03/08/cientistas-mulheres-poderosas-e-brasileiras-parte-1/
[8] – http://cientistabeta.com.br/2016/03/09/cientistas-mulheres-poderosas-e-brasileiras-parte-ii/
[9] – https://en.wikipedia.org/wiki/Suzana_Herculano-Houzel
[10] – Currículo Lattes da Profa. Erna G. Kroon.
[11] – https://www.ufmg.br/boletim/bol1760/5.shtml

 

Os vírus também são capazes de nos proteger?

Vírus. Uma busca rápida por este termo no Google nos leva a várias paginas sobre doenças. Já no Google Imagens, vemos várias partículas estranhas, símbolos de risco biológico, caricaturas de partículas malvadas e até mesmo um zumbi (Figura 1)! A primeira frase sobre vírus na Wikipedia é “Vírus (do latim virus, “veneno” ou “toxina”) são pequenos agentes infecciosos…[1]. Veneno, doenças, risco biológico, pouca informação, zumbis… juntando isto tudo podemos até pensar que nada de bom pode vir deles.  Entretanto, cada vez mais temos visto que os vírus são não apenas cruciais para a manutenção na vida no planeta como também podem atuar de forma benéfica em outros organismos [2]. Os exemplos disto são vários, e serão tema de vários textos que pretendo divulgar por aqui. Vou começar falando em como vários animais, incluindo nós, humanos, naturalmente usam vírus para se defender de infecções bacterianas.

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Figura 1: Resultado de uma busca no Google Imagens pela palavra-chave “vírus”. Busca feita no dia 05 de abril de 2016 às 13:47.

Mas primeiro vamos voltar aos vírus. Porque temos este preconceito contra eles? Acredito que o primeiro motivo seja porque eles são em sua essência parasitas. Eles precisam infectar um organismo vivo para se multiplicar uma vez que não possuem suas próprias maquinarias celulares. E isto, obviamente, resulta em doenças e demais problemas para o organismo infectado. O segundo motivo é a forma como aprendemos sobre eles.  Nossas escolas mal nos ensinam sobre vírus, e mesmo nos cursos superiores da área biológica não aprendemos muito bem sobre eles. Talvez seja porque o assunto é aparentemente mais complicado do que o resto da microbiologia, já que requer um conhecimento de outras áreas para realmente ser compreendido (diferente do tradicional decorar qual vírus causa qual doença). Ou pode ser por causa do foco dos cursos, do preparo dos professores… mas esses são temas polêmicos que podem virar assunto de outra postagem no futuro (Figura 2).

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Figura 2: Imagem de um professor e seus alunos no filme The Wall (Pink Floyd), 1982. Mas como eu disse, isto é assunto para outra hora. Fonte: http://www.imdb.com/title/tt0084503/

Sabemos que o mundo está coberto por micróbios. Bactérias, fungos, protozoários… onde quer que os procuremos, eles são achados.  Das palmas das nossas mãos aos abismos oceânicos. Mas e os vírus? Mais recentemente, com o uso de técnicas genômicas, pesquisadores começaram a avaliar a diversidade genética dos mais variados ambientes sem a necessidade de cultivar os organismos que vivem ali. E os dados foram surpreendentes: além de vários novos organismos encontrados, ficou claro que a maior parte das sequências ambientais são derivadas de vírus. E a grande maioria deles nunca antes vista [3]! Mas deixem o antropocentrismo de lado e parem de pensar que todos estes vírus são potenciais causadores de doenças para humanos. Na verdade a maior parte deles são bacteriófagos, vírus que infectam bactérias. A proporção de vírus por bactéria no ambiente é tão grande que hoje sabemos que eles são os organismos mais abundantes do planeta [3,4]!!! Mas, o que isso tem a ver com o papel benéfico dos vírus?

Pesquisadores da Universidade da Califórnia se interessaram em avaliar a proporção entre bacteriófagos e bactérias em amostras de vários ambientes, e compararam esta proporção com a presente no muco de animais que vivem neles. Porque no muco? Porque é através das superfícies mucosas que animais tem contato com seus ambientes, e é atravessando a camada de muco que muitos microrganismos patogênicos invadem seus hospedeiros. Estas superfícies são variadas, como por exemplo a pele dos peixes ou nossos tratos respiratórios e digestivos [5]. Já se sabia que as mucosas não são estéreis e que uma infinidade de microrganismos vivem em suas camadas superiores, mas ninguém, até então, tinha comparado a quantidade de microrganismos das mucosas de organismos diferentes com a de seus habitats. Foram comparadas amostras de muco de anêmonas do mar, corais, poliquetas, peixes, cavidade oral de humanos e intestinos de camundongos com amostras de seus respectivos ambientes. Após contagem do número total de bactérias e do número total de vírus, se descobriu que existem muito mais vírus por bactéria nas amostras de muco do que nas amostras do ambiente que as cerca. O fato de encontrar proporcionalmente mais vírus nas camadas de muco, em todas as amostras testadas, mostrou que isto não era simples coincidência. Para tentar entender este achado, os pesquisadores começaram a estudar a interação de bacteriófagos com muco em laboratório. Eles descobriram que estes vírus possuem domínios moleculares em suas estruturas capazes de se ligar a componentes do muco, o que explica sua tendência de serem encontrados em maior número nas mucosas. Eles então testaram a capacidade de vírus imersos no muco em infectar bactérias, e mostraram que células revestidas de muco contendo fagos se tornam mais protegidas contra uma subsequente infecção bacteriana. Juntando tudo isto foi possível chegar a três principais conclusões:

  1. Bacteriófagos são ainda mais numerosos nas superfícies mucosas do que no ambiente que as cerca;
  2. Características moleculares tornam as partículas destes vírus capazes de se ligar ao muco;
  3. E a presença de bacteriófagos no muco é capaz de proteger células revestidas por ele contra uma infecção bacteriana.

Baseando-se nestas observações e nos resultados de laboratório, os responsáveis pela pesquisa propuseram um modelo chamado de BAM (Bacteriophage Adherence to Mucus, aderência de bacteriófagos ao muco, em português), mostrado na Figura 3. As camadas de muco encontradas nas superfícies mucosas são consideradas parte do nosso sistema de defesa, por fornecerem uma barreira física e bioquímica contra infecções. De acordo com o modelo proposto, a aderência de bacteriófagos às superfícies mucosas resulta em um novo tipo de defesa antimicrobiana, esta de origem viral e independente do organismo onde as mucosas se encontram.  Isto pode ser considerado, então, um exemplo bem peculiar, e importante, de simbiose entre metazoários (animais) e vírus. Os animais gastam energia para produção de muco e seus componentes, que tem como principais funções revestir e proteger suas mucosas. Os bacteriófagos se aderem ao muco onde têm maiores chances de encontrar seus hospedeiros naturais (bactérias atraídas pelas superfícies mucosas). Ao encontrá-las, os bacteriófagos se multiplicam e matam as bactérias, protegendo indiretamente o produtor de muco de eventuais infecções. Obviamente, a situação real é muito mais complexa, envolvendo inúmeras espécies de bacteriófagos e de bactérias (patogênicas ou não), e tem a forte influencia da dinâmica de produção e renovação da camada mucosa. Mas este estudo abriu a porta para muitos outros, que estão em andamento e trarão resultados ainda mais surpreendentes.

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Figura 3: Representação esquemática do modelo BAM, proposto por Barr e colaboradores: 1- Células epiteliais secretam muco; 2- Fagos aderem ao mugo através de domínios moleculares parecidos com anticorpos; 3- Fagos aderentes formam uma camada antimicrobiana; 4- Fagos aderidos ao muco têm chance aumentada de sucesso replicativo; 5- Bactérias e fagos estão espalhadas no muco. Reproduzido a partir do artigo original (referência 6 deste texto).

Espero que este primeiro exemplo tenha ficado claro, e que vocês tenham percebido que tudo depende do ponto de vista. Se fossemos bactérias patogênicas tentando invadir a mucosa de um hospedeiro, e ao chegar lá encontrássemos uma barreira de bacteriófagos prontos para nos infectar, certamente iriamos manter a visão simplista de que vírus são apenas nocivos. Mas, como conseguimos ver por diferentes ângulos, devemos começar a pensar que vírus podem ser mais do que apenas causadores de doenças. E que, observando de forma mais ampla as interações entre os seres vivos e deles com seu ambiente, os vírus são tão importantes quanto qualquer outro organismo para a biosfera.

O que acharam do texto? Conhecem mais algum exemplo de vírus agindo de forma benéfica com outros organismos? Tiveram alguma dúvida ou querem saber mais sobre outro assunto? Basta comentar aqui que responderemos!


Referências Bibliográficas:

  1. https://pt.wikipedia.org/wiki/V%C3%ADrus ; (05/04/2016)
  2. The good viruses: viral mutualistic symbioses. Marilyn J. Roossinck. Nature Reviews Microbiology. 2011.
  3. Marine viruses–major players in the global ecosystem. Suttle CA. Nature Reviews Microbiology. 2007.
  4. Innate and adaptive immunity in bacteria: mechanisms of programmed genetic variation to fight bacteriophages. Bikard, D. and Marraffini, LA. Current Opinions in Immunology. 2012.
  5. Mucin dynamics and enteric pathogens Michael A. McGuckin, Sara K. Lindén, Philip Sutton and Timothy H. Florin. Nature Reviews Microbiology. 2011.
  6. Bacteriophage adhering to mucus provide a non–host-derived immunity. Jeremy J. Barra,, Rita Auroa, Mike Furlana, Katrine L. Whitesona, Marcella L. Erbb, Joe Poglianob, Aleksandr Stotlanda, Roland Wolkowicza, Andrew S. Cuttinga, Kelly S. Dorana, Peter Salamonc, Merry Youled, and Forest Rohwera. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2013.

Fotografia e arte: o poder da informação visual e sua importância na vida do biólogo

Como seria um mundo sem escrita? E sem internet? As coisas seriam diferentes sem imagens, figuras ou fotos? Como ficaria a comunicação e a troca de informações em um mundo globalizado e com fluxo tão acelerado de dados? Se, nos dias de hoje, ficássemos repentinamente desprovidos destas tecnologias por um motivo qualquer, certamente viveríamos algum tipo de apocalipse global. Nossa cadeia produtiva, sobretudo no meio urbano, foi quase completamente computadorizada e automatizada com auxílio dos avanços na eletrônica e na tecnologia digital, o que nos torna dependentes da capacidade dos computadores de processar informações e integrar os diversos sistemas. Em outras palavras, todas as nossas relações pessoais, nossa construção social, política, cultural e nossa economia baseiam-se na nossa capacidade de comunicação. Sem os meios adequados para isto, ficamos, basicamente, cegos.

Mas nem sempre foi assim. Toda esta história é muito recente. Há pouco mais de 20 anos não dispúnhamos de internet no Brasil. A fotografia foi oficialmente apresentada ao público a menos de 200 anos. A linguagem escrita, um dos passos mais importantes para a vida em sociedade, tem pouco mais que 3000 anos. Então por quê, em um intervalo de tempo tão curto, nos tornamos tão dependentes dos meios de comunicação? O fato é que somos seres visuais. Nossa percepção de mundo é baseada em informações que recebemos e padrões que podemos construir a partir delas. Em geral, nossos sentidos não são os melhores dentro do reino animal. Temos uma olfação ruim e uma audição que deixa a desejar. Não temos linha lateral, órgãos de orientação magnética ou qualquer coisa do tipo. Nós praticamente exploramos o mundo através da visão, ainda que esta não esteja entre as melhores. Talvez este seja um dos motivos pelos quais depositamos tanta confiança neste sentido em especial, e às vezes somos ludibriados por ele.

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“Nós praticamente exploramos o mundo através da visão”. Fotografia de Augusto Gomes (http://augustomilagres.wix.com/)

Apesar dessa limitação sensorial, temos uma característica interessante e raramente vista entre outros animais: podemos fazer abstrações sobre objetos e fatos que observamos. No jargão da simbologia, fazemos conotações (atribuímos significados indiretos) a partir de denotações (algo que se observa diretamente). Isto pode parecer simples, mas depende de uma incrível capacidade de reconhecer padrões e armazenar na memória uma informação secundária associada a eles, de forma que possamos compará-los com seus semelhantes e dissocia-los de outros, tanto na forma literal quanto metafórica. A forma como organizamos estas informações leva a diferentes construções de conhecimento: ciência, arte, política, religião, música, etc. Para a discussão deste artigo, estamos particularmente interessados nos dois primeiros itens.

Mas o que é arte, e o que é ciência? Isto tem sido tema de debate desde que ambos os conceitos foram forjados, talvez uma discussão tão antiga quanto o tema em si. Em tese, ciência seria qualquer forma de adquirir conhecimento sob um método sistematizado, guiado por perguntas e hipóteses, e que seja preferencialmente replicável, testável e passível de falseamento. Já a arte pode ser entendida como um meio ou processo subjetivo de transmissão de ideias. É uma atividade de ordem estética ou comunicativa, realizada por meio de uma grande variedade de linguagens. Note que estes dois campos de conhecimento diferem principalmente pelo método, mas abrem espaço para muitos objetivos convergentes. Neste sentido, fotografia se enquadraria no conceito de arte? As opiniões se dividem. Há quem diga que fotografia não pode ser arte em função da natureza mecânica de captação da imagem. Ela violaria assim duas premissas básicas da arte: a singularidade da obra (não-reprodutibilidade) e a habilidade manual requerida para sua confecção. Outros alegam que o processo de construção da imagem está sujeito à interferência e manipulação do fotógrafo em toda a sua extensão, sendo a fotografia uma forma de arte. Nas palavras do fotógrafo Ansel Adams, “não fazemos uma foto apenas com uma câmera; ao ato de fotografar trazemos todos os livros que lemos, os filmes que vimos, a música que ouvimos, as pessoas que amamos.” Ou seja, a fotografia seria um processo criativo em que o autor participa ativamente.

E como a fotografia poderia atuar como arte? Ela é extensivamente usada na representação de pessoas, objetos, lugares, situações, emoções, além de ser um instrumento de mobilização social, revolta, expressão pessoal, transmissão de ideias, engajamento político, dentre outros. A fotografia goza de uma liberdade especial ao atuar como arte, uma vez que o compromisso é firmado com os sentimentos do autor, e não com a “veracidade” do assunto. Já no campo científico, a fotografia assume um papel basicamente documental, semelhante ao fotojornalismo, em que a imagem deve retratar com a maior precisão possível as estruturas ou processos que são alvo daquele estudo, aproximando-se ao máximo de como ele foi presenciado pelo fotógrafo.

Porém, nem mesmo a fotografia documental está isenta de armadilhas. Vários parâmetros (ISO, velocidade, abertura, ângulo, balanço de branco, perspectiva, foco, composição, etc) podem ser ajustados de forma a valorizar mais um determinado ponto de vista ou aspecto de interesse. Isso sem falar na forma com que um determinado assunto é abordado (uma pessoa ou animal podem responder de formas diferentes a aproximações distintas). Além dos fatores inerentes à produção da imagem, sua interpretação também será influenciada pelo contexto em que ela foi feita (cultural, social, político, histórico, econômico, ambiental…), do contexto em que ela é lida, do conhecimento prévio do leitor sobre o contexto da foto, e das informações que a acompanham (textos, legendas ou outras fotos, por exemplo). Em suma, os significados atribuídos a uma determinada imagem não são fixos.

A esta altura o leitor já deve estar se perguntando sobre o real papel documental da imagem, já que sua interpretação está sujeita a tantas variáveis. Qual é o limite entre a veracidade e o fictício? Durante muito tempo, a fotografia carregou um enorme peso de ser a representação da realidade, um pacto inexorável com os fatos. Como dizem os ditados populares, “ver é crer”, ou “a câmera nunca mente”. Será? Felizmente, esta associação tem sido desfeita frente a trabalhos de artistas abstratos, de representações fotográficas surrealistas, e também de fotógrafos que se dispõe a mostrar cenas banais sob perspectivas diferentes, colocando em jogo a forma com que julgamos e confiamos em uma imagem. Artistas como Escher, ilusionistas óticos, ou grafiteiros que fazem projeções em 3D, atingiram este objetivo com primazia. O fotógrafo Richard Salkeld resume bem a questão: “a verdade de uma fotografia reside em mostrar a aparência de uma cena, em um determinado momento, de um determinado ângulo, captada por uma determinada câmera com uma determinada lente.”

Chegamos aqui ao ponto principal deste texto – a fotografia é, acima de tudo, uma linguagem, tal como a escrita, a música e a dança. E como qualquer linguagem, a fotografia é escrita com palavras, frases e versos. Ela demanda leitura e interpretação, e é repleta de nuances, metáforas e simbologias. A fotografia transporta, representa ou reconstrói realidades, mas nunca será “A realidade”. E, sendo uma linguagem, ela pode e deve ser usada para transmitir mensagens, inclusive dentro do universo acadêmico e da biologia, sobre os quais a maioria de nós está interessada.

O advento da fotografia digital foi um grande avanço nesse sentido. Ele popularizou e democratizou o uso da fotografia, permitindo que uma avalanche de imagens seja produzida e carregada na web diariamente, por qualquer um, em qualquer lugar. Todos têm uma câmera disponível em segundos no celular, e o registro dos mais variados temas e a documentação em tempo real foram grandemente facilitados. Entretanto, a cultura de massa leva também à banalização da imagem. Poucos de nós pensam um pouco antes de dar um click, e ainda menos pessoas pensam na mensagem transmitida por aquele click. Apesar da maior facilidade de acesso e da produção de um número sem igual de fotos, este material, em geral, tem pouca serventia. Não se escreve um texto sem antes pensar nas palavras. Não se pinta algo sem que se queira transmitir uma mensagem ou sentimento. O mesmo se sucede com a fotografia. É interessante que sejamos mais cautelosos nesse sentido, e que passemos a refletir mais sobre o papel da imagem nas nossas vidas e o que pretendemos transmitir com uma dada imagem.

Essa discussão é particularmente importante para o biólogo quando consideramos a variedade de meios em que a fotografia é utilizada: registro dos seres vivos, seu comportamento, seu hábitat, estruturas anatômicas, fisiologia, interações, processos ecológicos e evolutivos, monitoramento e estudos aplicados, ilustração de publicações, divulgação científica, educação ambiental, ações de conservação, etc. A ferramenta é também utilizada em uma grande amplitude de escalas, do micro ao macro: células, tecidos, indivíduos, populações, comunidades, ecossistemas e até imagens da biosfera podem ser captadas através de satélites. Sem dúvida são usos distintos da fotografia que envolvem, inclusive, equipamentos e técnicas diferentes.

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Cervo do Pampa. Fotografia de Augusto Milagres (http://augustomilagres.wix.com/)

Proponho que, de forma semelhante à pesquisa científica, onde sempre elaboramos uma pergunta antes de montar um projeto, façamos o mesmo na fotografia. Qual é a minha pergunta? O que pretendo dizer com esta imagem? Se não somos capazes de responder a isto (ou ao menos de nos fazer este questionamento) provavelmente o tempo gasto fotografando algo foi em vão. Uma imagem sem propósito não tem serventia no meio científico. Ela pode até ter algum valor artístico, mas ainda sim deve, no mínimo, provocar nossos pensamentos.

Como investigadores da vida, devemos, ainda, ter um trabalho de documentação mais cuidadoso e apresentar um domínio mínimo dos conceitos e técnicas fotográficas. Por quê, em geral, gastamos tanto tempo lendo e escrevendo, mas dedicamos tão pouco tempo na produção das nossas fotos ou ilustrações? Frequentemente as imagens agregam um valor sem igual aos nossos trabalhos, sintetizando uma enorme quantidade de informações num espaço reduzido. Elas podem ser complementares a gráficos, tabelas e textos, ou, por vezes (dependendo, obviamente, do escopo do trabalho), até substituí-los! Muitos dos grandes naturalistas do século XIX eram também exímios ilustradores, pois reconheciam a importância das gravuras para seus trabalhos. Por quê esta prática foi perdida? Só temos a ganhar explorando esse poderoso instrumento, afinal, “uma imagem diz mais que mil palavras”!


Referências Bibliográficas

Barthes, R. 1980. A câmara clara. Ed. Nova Fronteira, 3ª ed.
Salkeld, R. 2014. Como ler uma fotografia. Ed. Gustavo Gili.
http://www.escolapublicadefotografia.com.br/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Arte
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ciência

Gabriel e Mathias, sejam muito bem-vindos ao Buteco da Biologia!

É com grande satisfação e orgulho que o blog Buteco da Biologia anuncia e dá as boas-vindas a dois novos membros da nossa equipe: Gabriel Magno e Yaovi Mathias.

O Gabriel é Biólogo e Mestre em Microbiologia pela Universidade Federal de Minas Gerais, além de possui Doutorado Sanduíche na mesma área pela UFMG e pela Universidade de Montpellier II (França). Atualmente, ele trabalha como pesquisador na  Universidade de Jyvaskyla (Finlândia), com ênfase em Virologia e Microbiologia Ambiental. Além disso, o Gabriel é revisor de 9 periódicos científicos e membro do corpo editorial da revista científica  Austin Virology and Retro Virology.

Já o Mathias, é Biólogo, formando pela UFMG, e atualmente faz Mestrado em Bioquímica e Imunologia pela mesma instituição. Ele faz parte do Laboratório de RNA de Interferência (RNAi), onde faz pesquisa em assuntos relacionados com Imunologia, Dengue e Aedes aegypti.

Esperamos que as colaborações do Mathias e do Gabriel neste blog possam ajudá-los a compreender um pouquinho melhor as nuances do grande e diverso universo que é as Ciências Biológicas, bem como o modo com que ele interage no nosso dia-a-dia.

Para ter acesso à equipe completa de colaboradores do blog Buteco da Biologia, clique aqui.

Bem-vindos Augusto e Ericson

É com muito orgulho que o Buteco da Biologia tem o orgulho de anunciar e dar as boas-vindas a dois novos colaboradores: Augusto Milagres e Ericson Sousa.

Augusto é Biólogo, formado pela UFMG, além de cursar Mestrado em Ecologia, Conservação e Manejo da Vida Silvestre (ECMVS) na mesma instituição, realizando pesquisa em bioespeleologia, e ecologia e conservação de morcegos. Ele também atua como fotógrafo da vida silvestre, tendo recebido a honraria de ter a Segunda melhor fotografia no 5º Prêmio de Fotografia – Ciência & Arte, do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq).

Já o Ericson é Mestre em ECMVS e Biológico também pela UFMG, onde trabalhou na análise da importância da região do Quadrilátero Ferrífero (situado em Minas Gerais) na conservação de Mamíferos de Médio e Grande Porte. Atualmente, ele atua como professor de Biologia, além de atuar em outros projetos relacionados com ecologia e educação ambiental.

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A história por trás do Zika vírus

Talvez seja muito clichê que o tema do primeiro post do blog seja sobre o Zika vírus. Contudo, dada a importância do tema e quantidade gigantesca de boatos relacionados aos casos de microcefalia que têm surgido, um esclarecimento maior do assunto se faz necessário. Façamos, então, uma breve introdução sobre o que é o Zika vírus, suas origens, como é transmitido e como ele passou de um agente infeccioso virtualmente desconhecido para o causador da mais recente pandemia.

O vírus causador da Zika foi isolado, pela primeira vez, de amostras de sangue de macacos Rhesus (Macaca mulatta) durante uma expedição promovida por cientistas britânicos e americanos na tentativa de isolar amostras do Vírus da Febre Amarela na Floresta de Zika, em Uganda, no ano de 1947. Ao vírus isolado de um destes macacos deu-se o nome de Zika vírus 766 (Zika em relação à floresta e 766 relativo à numeração do espécime do qual o vírus foi isolado) [1].

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Entrada da Floresta de Zika, em Uganda, local de isolamento da primeira amostra contendo o Zika vírus no sangue de Macacos Rhesus contaminados. Fonte: http://i.ndtvimg.com/

Na década de 1950, foi reportado que este vírus podia ser transmitido através da picada de mosquitos e, pela primeira vez, que era capaz também de infectar seres humanos, causando alguns sintomas muito semelhantes àqueles encontradas para a Febre Amarela, como a presença de febre e icterícia [2]. Nos quase 60 anos que se seguiram à primeira notificação de que o Zika vírus era capaz de infectar seres humanos poucos casos de novos eventos de infecção na nossa espécie foram registrados na literatura científica, como os que ocorreram na Nigéria (1971), em Serra Leoa (1972) e na Malásia (1969), sendo este último o primeiro registro de contaminação fora do continente africano [1].

Embora tenha passado quase despercebido, o salto do Zika vírus do continente africano para a Ásia em 1969 foi crucial para que sua disseminação começasse a partir dos anos 2000. De fato, em 2007, cerca de 74% da população da pequena Ilha Yap, localizada no Oceano Pacífico, apresentou fortes indícios de infecção por este vírus em testes de laboratório. Em seguida, o vírus se espalhou para as Filipinas (2012) e de lá para a Polinésia Francesa (2013), onde uma grande epidemia de Zika foi registrada, o que acabou ajudando na obtenção de uma importante informação: modificações nos genes do vírus fizeram com que ele tivesse evoluído e dado origem a uma nova linhagem. Esta nova variação do vírus, denominada de linhagem Asiática, teria se originado a partir da linhagem Africana, a primeira a ser isolada em 1947. É interessante notar que, depois do surto na Polinésia Francesa em 2013, o vírus da Zika chegou rapidamente ao continente americano, primeiro na Ilha de Páscoa (2014) e posteriormente no Brasil em 2015, onde acredita-se que o vírus tenha chegado por meio de viajantes infectados da Polinésia Francesa durante a Copa do Mundo [1]. A partir daí, o vírus espalhou-se pelas Américas, totalizando mais de 35 países em todo o planeta com casos registrados da doença [3].

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Países no qual a transmissão do Zika vírus foi identificada, com destaque para a grande quantidades de países localizados na América Latina (em roxo). Fonte: CDC/EUA.

No Brasil, o vírus da Zika é transmitido por mosquitos da espécie Aedes aegypti, o mesmo que atua como vetor para outras doenças, como a Febre Amarela, a Dengue e a Febre Chikungunya. As estimativas atuais da Organização Pan-Americana da Saúde dão conta de que aproximadamente 1,3 milhão de pessoas já foram infectadas pelo Zika vírus. Contudo, a identificação precisa de todos estes casos é muitas vezes problemática; em primeiro lugar, a grande maioria dos casos (mais ou menos 80%) é assintomática (ou seja, não há manifestações de sintomas) e quando existem, eles são bastante semelhantes àqueles da dengue (febre, vermelhidão, coceira, dores articulares). Além disso, testes rápidos, altamente precisos e baratos para o diagnóstico diferencial do Zika vírus (que é “aparentado” com os vírus da Dengue e da Febre Amarela) não estão disponíveis;  assim, apenas alguns poucos centros especializados possuem os recursos necessários para a realização do diagnóstico [1].

O que tem chamado a atenção da imprensa mundial, no entanto, não é a similaridade dos sintomas da Zika com aqueles descritos para a Dengue, mas sim os possíveis efeitos que a infecção pelo Zika vírus pode causar no sistema nervoso dos pacientes contaminados e, principalmente, no cérebro dos fetos de gestantes que contraíram a doença. Em adultos, os sintomas neurológicos mais comumente associados à infecção pelo Zika vírus é a Síndrome de Guillan-Barré, que já foi identificada em pacientes infectados na Polinésia Francesa (durante o surto de 2013) e, mais recentemente, em países da América Latina (para mais informações a respeito desta síndrome, clique aqui). Enquanto isso, em recém-nascidos têm sido sugerida uma relação entre os casos de Zika vírus identificados com um aumento na notificação de casos de microcefalia [1, 4, 5].

O Ministério da Saúde do Brasil (MS) sugeriu inicialmente essa relação com base nos dados oficiais de casos de microcefalia que foram reportados desde de 2010 até hoje. De fato, entre 2010 e 2014 foram reportados oficialmente pelo MS menos de 200 casos de microcefalia anualmente em todo território brasileiro. No entanto, em 2015 e até o dia 13 de fevereiro de 2016, 5280 casos suspeitos de microcefalia e/ou outras mal-formações do cérebro causadas por possíveis infecções congênitas (da mãe para o feto) foram notificadas ao MS. Destes, 508 casos foram confirmados, enquanto outros 3935 ainda aguardam investigações. Dentre os casos de microcefalia confirmados, exames laboratoriais apontaram que, em mais de 40 casos, os recém-nascidos foram positivos para infecção pelo Zika vírus.

Até o presente momento, no entanto, não existe 100% de certeza de que o Zika vírus seja realmente o responsável pelo surto de microcefalia, ao ponto que, em reportagem publicada no jornal Folha de São Paulo, há um questionamento por parte da Organização Mundial da Saúde (OMS) da certeza dada pelo Ministério da Saúde de que estes casos teriam relação com a infecção pelo Zika vírus, já que o número de casos de microcefalia notificados nos anos anteriores no Brasil estariam subestimados. Diante disso, alguns pesquisadores ainda encontram-se céticos a este respeito, afirmando que mais estudos são necessários para que haja esta confirmação e que fatores externos, como a subnotificação por parte do MS e outros fatores socioeconômicos possam, também, explicar o aumento na notificação dos casos de má-formações congênitas.

Não obstante, artigos científicos publicados recentemente forneceram fortes evidências de que o Zika vírus pode estar, de fato, implicado com o aumento significativo nas notificações dos casos de microcefalia que estão ocorrendo no nosso país. Em um destes estudos, conduzido no CDC/EUA, surgiram evidências de que o vírus tenha sido capaz de infectar o cérebro e a placenta de dois recém-nascidos e outros dois fetos de mães que sofreram aborto espontâneo [6]. Em seguida, dois estudos produzidos pelo grupo da pesquisadora Ana Maria B. de Filippis, da FIOCRUZ/RJ, demonstraram a presença do Zika vírus no líquido amniótico de grávidas que apresentaram, durante a gestação, sintomas de infecção pelo Zika [7]. Além disso, exames de ultrassom mostraram que os fetos destas gestantes apresentavam fortes indícios de microcefalia [8].

Talvez o estudo mais importante que tenha fornecido a melhor evidência a favor do Zika vírus como agente causador da microcefalia em bebês seja o trabalho publicado no New England Journal of Medicine [9]. Neste artigo, os pesquisadores conseguiram demonstrar, por meio de autópsia do cérebro do feto de uma gestante que teria se contaminado com o vírus em Natal, não somente a existência clara da microcefalia, mas também a existência do Zika vírus no cérebro deste indivíduo. E mais: análises da história evolutiva deste vírus mostraram que as amostras de Zika encontradas no Brasil estariam mais “aparentadas” com a linhagem Asiática, indicando que as mudanças sofridas pelos genes do vírus ao longo dos últimos 50 anos podem ter sido essenciais para que o Zika pudesse se tornar mais perigoso aos seres humanos.

Por fim, outros dois estudos mostraram, em experimentos realizados apenas com neurônios e “pequenos cérebros” produzidos em laboratório (os chamados experimentos in vitro), que o Zika vírus é capaz de impedir o crescimento dos neurônios, além de matá-los [10]. Já no estudo com estes “pequenos cérebros”, conduzidos pelo Prof. Stevens Rehen da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ), seu grupo conseguiu demonstrar que estes organóides (pois não são cérebros de verdade) ficavam menores quando infectados pelo vírus [11].

Embora estes trabalhos não confirmem com 100% a relação entre o Zika vírus e o aumento na notificação de microcefalia no Brasil, eles fornecem indícios muito fortes de que este seja, de fato, o caso. É bem possível que, muito em breve, uma confirmação concreta desta relação seja estabelecida.

Em adição, estas pesquisas ajudam a derrubar uma série de boatos que surgiram na internet como sendo a possível causa do aumento nas notificações de microcefalia. Um deles afirmava que a causa da microcefalia seria um lote vencido da vacina contra a Rubéola administrada em gestantes. Mas ao que parece, as pessoas que ajudaram a difundir esta história esqueceram-se de verificar que, segundo recomendações do Ministério da Saúde e da OMS, grávidas NÃO PODEM SER VACINADAS CONTRA A RUBÉOLA, em hipótese alguma (para ler mais sobre o assunto, clique aqui).

Outro boato levantou a ideia de que mosquitos machos da espécie Aedes aegypti, que foram geneticamente modificados, seriam os responsáveis pelos casos de microcefalia. Novamente, as informações não possuíam nenhum fundamento; primeiro porque os mosquitos que picam os seres humanos são as fêmeas; segundo, pois os machos transgênicos de Aedes serviam, na verdade, a um nobre propósito. Estes mosquitos, ao cruzarem com as fêmeas, geram larvas do mosquito que são inviáveis, não conseguindo se desenvolver em mosquitos adultos. Logo, esta se trata de uma estratégia (ainda em fase de testes) de COMBATE AO MOSQUITO DA DENGUE, ZIKA E CHIKUNGUNYA (para ler mais sobre este boato, clique aqui).

Esperamos que as informações apresentadas no nosso primeiro post sejam úteis para que vocês, nossos queridos leitores, possam saber um pouquinho sobre a história do Zika vírus e o que tem sido feito atualmente pelos cientistas para compreender melhor quais as manifestações que este vírus causa nas pessoas que se tornam infectadas. Em especial, os cientistas tem focado em verificar se há, de fato, alguma relação entre a infecção pelo Zika e a ocorrência de microcefalia. Com certeza, existem muitas novidades a serem descobertas pelos pesquisadores nos próximos meses e que podem nos ajudar a compreender um pouquinho melhor os mecanismos desta doença.

Enquanto isso, não se esqueçam de fazer a sua parte. Como não existem vacinas, nem tratamentos específicos contra Zika, Dengue e Chikungunya, a melhor estratégia para evitar tais doenças ainda é a prevenção. Por isso, não deixem água parada em pneus, garrafas, latas, pratinhos de planta e não se esqueçam de sempre verificar se a caixa d’água está bem tampada. Além do mais, crie o hábito de passar repelente sempre durante o período do dia, que é o preferido pelo Aedes aegypti para se alimentar do sangue das pessoas.


Referências Bibliográficas para aqueles que desejam aprofundar-se no estudo sobre Zika vírus

Observação: As referências listadas exigem um alto grau de conhecimento para serem compreendidas, por conter linguagem técnica e estar em inglês.

[1] – CHANG, C. et al. The Zika outbreak of the 21st century. Journal of Autoimmunity, p. 1–13, 2016.
[2] – MACNAMARA, F. N. ZIKA VIRUS: A REPORT ON THREE CASES OF HUMAN INFECTION DURING AN EPIDEMIC OF JAUNDICE IN NIGERIA. TRANSACTIONS OF THE ROYAL SOCIETY OF TROPICAL MEDICINE AND HYGIENIE, v. 48, n. 2, p. 139–145, 1954.
[3] – BURKE, R. M. et al. Zika virus infection during pregnancy: what, where, and why? British Journal of General Practice, v. 66, n. 644, p. 122–123, 2016.
[4] – LUPTON, K. Zika virus disease: a public health emergency of international concern. British Journal of Nursing, v. 25, n. 4, p. 199–202, 2016.
[5] – BASARAB, M. et al. Zika virus. Bmj, v. 352, p. 1–7, 2016.
[6] – MARTINES, R. B. et al. Evidence of Zika Virus Infection in Brain and Placental Tissues from Two Congenitally Infected Newborns and Two Fetal Losses — Brazil, 2015. Morbidity and Mortality Weekly Report, v. 65, n. 6, p. 159–160, 2016.
[7] – CALVET, G. et al. Case Report of detection of Zika virus genome in amniotic fluid of affected fetuses: association with microcephaly outbreak in Brazil. Lancet Infectious Diseases, p. 1–8, 2016.
[8] – OLIVEIRA MELO, A. S. et al. Zika virus intrauterine infection causes fetal brain abnormality and microcephaly: Tip of the iceberg? Ultrasound in Obstetrics and Gynecology, v. 47, n. 1, p. 6–7, 2016.
[9] – MLAKAR, J. et al. Zika Virus Associated with Microcephaly. New England Journal of Medicine, v. 374, n. 6, p. 1–8, 2016.
[10] – TANG, H. et al. Zika Virus Infects Human Cortical Neural Progenitors and Attenuates Their Growth. Stem Cell, v. 18, p. 1–4, 2016.
[11] – GARCEZ, P. P. et al. Zika virus impairs growth in human neurospheres and brain organoids. PeerJ Preprints, p. 1–22, 2016.