Os
novos avanços da ciência especialmente na área da decodificação genética têm
trazido ao mundo gratas surpresas como a possibilidade de tratamentos de
doenças até então consideradas incuráveis.
Na outra ponta desses avanços estão os
estudos de biologia genética onde as mais recentes descobertas sobre os
genomas virais e sua relação com os
seres humanos, tem demonstrado a importância dos vírus na sua interação com o
hospedeiro humano, inclusive como mecanismo para permitir-lhe melhor adaptação
ao ambiente e manter a vida.
A entrevista do pesquisador Gilbert Clèment,
do Labortório de Ecologia e Biologia das
Interações (CNRS) - da Universidade de Poitiers na França, traz interessantes
informações sobre o assunto.
Descubra aqui, como se enganam aqueles
que acreditam serem os vírus totalmente nocivos ao ser humano e à vida.
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OS HUMANOS SÃO PARENTES DOS
VÍRUS.
Entrevista com Clement GilberT
Gilbert Clement é pesquisador do
laboratório de ecologia e biologia das interações (CNRS-Universidade de
Poitiers). Com Cedric Feschotte, Professor da Universidade do Texas em
Arlington, ele publicou recentemente um artigo em genética com comentários sobre
a natureza dos vírus endógenos. O genoma do vírus é integrado para todos ou em
parte no genoma da espécie host (hospedeiro) - (incluindo o caso humano), o que
abre uma janela fascinante na evolução do mundo viral.
Os filmes como Contágio ou os alertas midiáticos sobre a gripe viral H1N1 ou a gripe aviária,
dão ao público a mesma imagem do vírus patogênico e perigoso. Portanto a imagem
que percebem através da ciência não é muito diferente da que se apresenta nos
clichês. Portanto a imagem que se passa através da ciência não é parecida com a
da propaganda?
Na verdade, nossa compreensão do
mundo dos vírus e suas interações com o resto da vida tem mudado nos últimos
anos. Primeiro, se deve perceber que a má reputação do vírus estava sendo
construída em torno de efeitos - embora às vezes devastadores - causada em
humanos, por uma pequena proporção de todos os vírus presentes em nosso
planeta. Menos de uma dúzia é responsável por doenças virais mais comuns em
nossas regiões, como o resfriado comum, gripe, catapora, sarampo. Se for normal
que esse pequeno número de vírus nos preocupe particularmente, deve-se saber
que a esmagadora maioria do vírus não só não pode infectar seres humanos, mas
desempenha um papel crucial em seu "ecossistema" interno. O corpo
humano de um adulto saudável é lar de mais de três trilhões de vírus, a maioria deles bacteriófagos, infectantes das
bactérias do trato intestinal e membranas mucosas. O impacto destes vírus ainda
não é completamente compreendido, mas já podemos apostar que eles desempenham
um papel importante na regulação da composição das comunidades de bactérias que
vivem em simbiose com os seres humanos.
Os vírus não são apenas numerosos, mas é sabido agora que eles exibem
uma diversidade genética muito grande...
Nosso conhecimento da diversidade
genética e a ecologia do vírus permaneceram muito limitados até meados da
década de 2000, onde novas tecnologias de sequenciamento de DNA foram colocadas
no mercado. Hoje, as máquinas produzem até 120 bilhões de pares de bases (o
equivalente a 40 genomas humanos) em 24 horas a um custo de dez mil vezes menor
do que o método usado na década de 1990 para sequenciamento do primeiro genoma
humano. Genomas virais, entre três mil e três milhões de vezes menor do que o
nosso, deixo que você calcule a quantidade de novos genomas virais que podem
ser teoricamente serem sequenciados por ano. Esses métodos são usados
regularmente para sequenciar genomas, denominados de metagenomas, ou seja, os
genomas de todos os microorganismos em um ponto, em um determinado ambiente,
como um litro de água do mar, um quilograma de solo ou até mesmo algumas gramas
de fezes humanas.
Um dos principais resultados do método
metagenômico foi revelar a incrível diversidade genética do vírus. Por exemplo,
um estudo mostrou que um quilograma de sedimento marinho coletado na Costa da Califórnia poderia
conter até 1 milhão de genótipos virais. Além do mais, entre 75 e 90% das sequências produzidas entre todos os estudos
metagenômicos virais publicados depois
de 2002 não foram ainda homologados dentro do
banco de dados de genomas já seqüenciados.
Em outras palavras, essas sequências
são genes que não se parecem com nenhum conhecido gene até então. Os vírus
assim formam um quase infinito reservatório de genes e alguns acreditam que
este reservatório foi e ainda é uma importante fonte de novidade genética sem as
quais formas de vida como as de hoje (incluindo a nossa própria espécie) nunca
teriam existido.
O artigo que recentemente você publicou trata de vírus endógenos, que
são eles?
Em parte os vírus endógenos podem
descrever genomas ou fragmentos de genomas virais integrados no genoma de suas espécies e transmitidos de
forma hereditária de geração a geração.
Agora, sabe-se que, desde a
origem dos vertebrados, há cerca de 500 milhões de anos, muitas inserções de
retrovírus são produzidas no genoma dos gametas (espermatozóides e óvulos) de
suas espécies de hospedeiros. Algumas dessas inserções envolvendo o genoma
viral incapaz de continuar a replicar ou suficientemente atenuadas para não afetar
a fertilidade de seu hospedeiro, poderiam ser transmitidos de forma
hereditária, a todos os descendentes da espécie em que eles ocorreram
originalmente. O resultado deste longo processo de acumulação de sequências de
origem retroviral no genoma dos vertebrados é surpreendente, mesmo preocupante,
já que parece que mais do que 8% no genoma humano são derivados de retrovírus.
Em outras palavras, dado que dos 3,50
bilhões de pares base de nosso genoma, cerca de 300 milhões são de origem viral, como poderíamos dizer que nós de alguma
forma não estamos relacionados com o vírus!
Os Retrovírus permaneceram por
mais de quarenta anos os únicos vírus conhecidos com a capacidade de se tornar
endógeno. Na verdade somente nos últimos três anos é que se percebeu que qualquer
tipo de vírus pode se tornar endógeno dentro de qualquer organismo eucariotac,
mesmo se esses vírus endógenos forem muito mais numerosos do que os retrovírus
endógenos. No entanto, sua análise já revelou tesouros de informações relativas
a coevolução entre vírus e seus hospedeiros a longo prazo.
Assim como existe a
paleoantropologia, existe agora um paleovirologia. O que pode esta janela da
história dos vírus nos ser útil?
como os paleoantropólogos que
estudam fósseis de primatas e o ambiente em que viviam, os paleovirólogos
estudarão os fósseis moleculares do vírus, ondas de rastreamento do passado de
infecções viral e buscarão compreender como as organizações têm sido capazes de
lutar contra esses ataques repetidos. Este conhecimento contribuirá não só para
preencher uma lacuna em nossa compreensão da evolução do vírus no médio-longo
prazo, mas fornecerão uma estrutura conceitual que é importante para o
desenvolvimento de novas estratégias médicas para combater o vírus. Em relação a
avanços na compreensão da evolução do vírus, por exemplo, mostrou-se que vírus
endógenos, pertencente à família Hepadnaviridae (que inclui o vírus da hepatite
B, na foto) foram integrados no genoma do ancestral de um grupo de pássaros há
mais de 19 milhões de anos. Esta descoberta mudou completamente a nossa maneira
de compreender a evolução desta família viral a partir de 2010, alterando a idéia de o pensamento de que
o vírus da hepatite b havia surgido a menos de 30 000 anos. Não se sabe se o
vírus da hepatite b ainda circula hoje em aves, mas este estudo mostra que
seria aconselhável realizar testes em várias espécies dessas aves. Na verdade,
isso poderia permitir que um novo modelo animal mais fácil de estudar e
manipular para o estudo do vírus.
Vários trabalhos publicados por
Sara Sawyer (Universidade do Texas, Austin) e Harmit Malik (Fred Hutchinson
Cancer Research em Seattle) buscam dissecar as forças evolutivas que governam
os genes para resistência aos vírus, notadamente nos primatas. Seus resultados
mostram que a seqüência destes genes mudou muito mais rápido que todos os
outros genes codificados pelo genoma humano, e que esta rápida evolução mostra
a corrida ao armamento que os primatas são praticando contra o vírus desde
milhões de anos.
Em outras palavras, estes genes
são adaptados incansavelmente para estratégias de ralaxamento do controle,
continuamente renovadas, utilizadas por alguns vírus entrar em nossas células e
executar o seu ciclo de replicação, frequentemente às nossas custas. Numa
perspectiva mais aplicada, esses estudos também têm se caracterizado com
interfaces de contato de precisão, ou seja, o campo de batalha molecular entre
certos vírus e certas regiões de proteínas antivirais humanas. Essas
descobertas têm oferecido pistas para desenvolver novos medicamentos
antivirais, alguns agora, objeto de extensa
pesquisa.
Não poderemos considerar os vírus patogênicos como aqueles que perderam
sua corrida evolutiva?
Talvez seja melhor dizer que
esses vírus estão em período de aprendizagem... Mas é uma imagem interessante
porque mostra que a própria de um vírus não é ser patogênico, ou em conflito
permanente com seus anfitriões. Em qualquer caso é a idéia que parece
corroborar certos resultados da análise da sequêncial de vírus endógenos. No
caso do Hepadnaviridae, por exemplo, o cálculo da idade destes vírus baseou até
2010, a uma taxa de mutação estimada a partir de comparações de seqüências de
hepatite b patógeno de homens infectados. Como afirmei acima, a idade obtida
por este método é muito inferior (30 000 anos) anos, obtido pela datação da
hepatite b endógeno encontrado em Passeriformes (19 milhões de anos). Além
disso, a taxa de mutação dos hepadnaviridae calculada em 19 milhões de anos é
mil vezes mais lenta que o vírus que circula atualmente nas populações humanas.
Embora vários potenciais problemas metodológicos tenham sido propostos para
explicar essa diferença, eles parecem insuficientes para explicar uma diferença
de três ordens de magnitude.
 |
| hepatite B - Vírus |
Como Cédric Feschotte, propusemos
em 2010 que esta diferença poderia refletir uma realidade biológica. A hipótese
seria que o vírus da hepatite b atual encontrado em seres humanos são agentes
patogénicos, porque eles estão circulando relativamente a pouco tempo. Eles
seriam "mal adaptados", incapazes de se manter sem causar muito dano.
O sistema imunológico dos seres humanos, também mal adaptado para o vírus é
incapaz de tolerar, o que gera um conflito em evolução, uma corrida
armamentista. A resposta imune humana estimula o vírus para replicar, se
transformar e evoluir muito rapidamente, daí as taxas de substituição muito
rápida obtidas nas seqüências patogênicas atuais. Propomos que este tipo de
desequilíbrio não reflete a evolução a longo prazo do Hepadnaviridae, e que na
maioria das vezes a partir de 19 milhões de anos atrás, esses vírus evoluíram
em paz com seu hospedeiro, sem induzirem a patologia e bem tolerados pelo seu
sistema imunológico. Em geral, este estudo de caso nos levou a acreditar que
nosso conhecimento sobre a dinâmica evolutiva de vírus são provavelmente
tendenciosas, porque até agora os estudos foram direcionados especialmente para
vírus patogênicos.
Possuir em nosso genoma vírus tem sido uma coisa favorável ou não?
A integração do genoma viral nos
cromossomos de seu hospedeiro é, naturalmente, não sem risco para o hospedeiro.
Isso pode levar a redução completa, uma inativação do gene ou o aumento da sua atividade.
Estes três tipos de efeitos são prováveis para causar perturbações do tecido afetado que pode levar
ao desenvolvimento de cânceres. Em gato doméstico por exemplo, vários estudos
têm mostrado que a introdução do vírus da leucose felina de tipo b dentro ou em
torno de seis genes pode levar ao desenvolvimento de linfoma, leucemia ou
anemia. O retrovírus inserido em nosso genoma desde milhões de anos e
completamente inativos também são capazes de causar problemas de forma mais
indireta, provocando rearranjos cromossômicos de diversas patologias. Por
exemplo, a recombinação entre duas cópias de um retrovírus endógeno humano
chamado HERV15, localizado no cromossomo pode causar o desaparecimento de uma
região genômica ao longo de 800.000 pares de bases. Estes resultados de
exclusão na perda de um gene chamado "fator de azoospermia 1" em
homens carregando este rearranjo, levam à esterilidade.
Da mesma forma sou levado a
pensar que os problemas, sobretudo os mais raros, causados por vírus endógenos,
são um magro tributo a pagar em comparação com os enormes benefícios evolutivos
que essas sequências virais tem trazido a seus anfitriões durante milhões de
anos.
A grande quantidade de DNA
adicionado ao genoma humano pela integração de retrovírus endógeno formou um
terreno muito fértil de material bruto, reciclado muitas vezes em sequências
que vão preencher agora várias funções celulares vitais.
Tomemos por exemplo o caso de genes
humanos chamado syncytin 1 e 2, que estão envolvidos na Formação da placenta.
Eles São derivados um gene retroviral, codificação de uma proteína que normalmente permite que o vírus se funda com a
membrana da célula hospedeira e penetre no interior do compartimento. O
syncytines mantém sua capacidade fusogênica de origem, mas eles estão agora
envolvidos dentro da fusão das células da placenta para formar uma camada que permite
a troca nutrientes entre mãe e o feto. Thierry Heidmann (Institut Gustave
Roussy Villejuif) mostrou que esses dois genes humanos foram derivados de dois
retrovírus endógenos diferentes integrados ao dentro do genoma de primatas que o transmitiram há cerca de 40 milhões
de anos. É muito intrigante e fascinante perceber que o ninho onde todos nós
fomos banhados durante os nove primeirose meses nossas vidas certamente não teria
sido tão confortável se o vírus não existe...
Este exemplo e muitos outros demonstram
como seríamos reducionistas se considerássemos os vírus simplesmente como
parasitas, perigosos e inúteis.
Entrevista por Pierre
Barthélémy (@PasseurSciences
sur Twitter)
M blogs – 28maio2012.
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