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.
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Um comentário sobre “Os vírus também são capazes de nos proteger?

  1. Muito bom texto Gabriel. O seu texto mostra que não somos o centro do universo e que aquilo que para nós parece ser bom ou ruim, para a natureza é uma apenas uma questão de perspectiva.

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