O retorno do fantasma

3° Texto
Colunista fala sobre os mecanismos evolutivos dos vírus e o surgimento da gripe suína na população

Por: Jerry Borges

Publicado em 01/05/2009 | Atualizado em 09/11/2009

A compreensão da história evolutiva dos diferentes grupos de vírus é vital para que possamos entender a sua epidemiologia e desenvolver estratégias eficazes para o combate de uma série de doenças humanas. Alguns vírus têm profundo efeito sobre a história da humanidade, enquanto outros têm impacto marcante e atual sobre a saúde pública. Compreender a evolução dos vírus e dos meios pelos quais eles obtiveram sua diversidade genética atual pode nos auxiliar a entender esses efeitos. Os vírus são extremamente diversos e podem ser agrupados de acordo com seu material genético: DNA ou RNA de fitas simples ou dupla. Contudo, diferentemente de outros grupos taxonômicos, não há entre os variados grupos de vírus similaridade filogenética – ou seja, relação evolutiva. Tipicamente, vírus pertencentes a uma mesma família possuem genoma similar e alguns genes semelhantes ou homólogos. Membros de famílias diferentes raramente possuem genes homólogos identificáveis. Podemos, portanto, traçar uma árvore filogenética descrevendo as similaridades evolutivas dos organismos que apresentam estrutura celular (bactérias, arqueobactérias e seres eucariotos), mas isso não é possível para os vírus. Os vírus são classificados em cerca de setenta famílias. Destas, vinte infectam o homem. A diversidade genética dos grupos de vírus é afetada por sua história evolutiva e a de seus hospedeiros. Ancestrais humanos foram infectados por muitos vírus e a compreensão dessa relação nos diz muito sobre a nossa própria história evolutiva. Por exemplo, vírus que causam doenças associadas com aglomerações não puderam se manter nas pequenas populações caçadoras e coletoras de homens pré-históricos. O vírus do sarampo é um exemplo clássico desse grupo. Indivíduos afetados por essa infecção desenvolvem imunidade durante sua vida. Por isso, a manutenção desse vírus requer um suprimento constante de indivíduos não infectados – principalmente crianças. Micrografia do vírus do sarampo, que precisa de grandes aglomerados humanos para se manter na população (foto: Cynthia S. Goldsmith/ CDC). Tem-se estimado que o sarampo pode persistir em populações com pelo menos 250 mil indivíduos, algo que só ocorreu com grupos humanos há 5 mil anos, no Oriente Médio. Uma vez que os primeiros humanos chegaram ao continente americano há mais de 10 mil anos, eles não estiveram expostos – até 1492, quando a América foi “descoberta” por Cristóvão Colombo – a vírus adquiridos por populações humanas aglomeradas. Por isso, estima-se que até o século 16 cerca de 90% das populações nativas das Américas morreram de doenças causadas por vírus como o sarampo e a varíola, provenientes dos invasores europeus. Por outro lado, alguns vírus passaram a afetar a saúde humana apenas nas últimas décadas do século 20. O HIV é o exemplo mais conhecido desses vírus. Existem, contudo, diversos outros, como o Marburg, o Ebola, o Nipah, o Hendra e o SARS, que têm um espectro de ação mais limitado. Essas viroses emergentes estão associadas com o crescimento demográfico e as alterações ambientais e a poluição que vêm nos trilhos desse aumento populacional. Além disso, a maior facilidade dos indivíduos para se deslocar para qualquer lugar do planeta contribui para o surgimento dessas infecções. Por exemplo, em 1999, foi noticiado um caso de infecção por um vírus da região oeste do rio Nilo (África) nos Estados Unidos e, em 2005, o vírus Chikungunya, originário da África Central, contaminou aproximadamente um terço dos cerca de 770 mil habitantes das ilhas Reunião, no oceano Índico. Outro caso que estamos acompanhando atualmente nos noticiários é o alastramento global da gripe suína a partir do México. Diversidade genética viral A diversidade genética contemporânea dos vírus está associada com o período de separação dos diferentes grupos a partir de seus ancestrais e com a sua respectiva taxa de evolução. Diversos vírus têm sido adquiridos pelo homem a partir de outras espécies animais (por exemplo, o vírus da gripe suína) e sofrem muitas vezes modificações posteriores na espécie humana. Forças como a deriva genética, a seleção natural, as taxas de mutação e a competição entre indivíduos de espécies iguais ou diferentes obviamente atuam sobre esses vírus. Grupos menores ou que apresentem uma menor capacidade de dispersão e que sofram uma proporção maior de mutações genéticas podem evoluir mais rapidamente. Vírus de RNA que dependem da RNA polimerase para a sua replicação estão mais sujeitos a sofrer mutações. Isso se deve ao fato de que essa enzima é mais propensa a erros do que a DNA polimerase, associada à multiplicação dos vírus de DNA. Substituições das subunidades componentes do DNA e do RNA – conhecidas como nucleotídeos – que não afetam o tipo de aminoácido codificado (substituições sinonímias) são provavelmente neutras do ponto de vista evolutivo. Por outro lado, substituições não-sinonímias podem afetar de forma negativa ou positiva a estrutura tridimensional da proteína codificada e influenciar, portanto, a sua atividade. Como as proteínas têm sido, durante milhões de anos, submetidas a uma forte pressão seletiva, baseada na eficiência de seu relacionamento com os seus substratos, modificações na sequência de aminoácidos e, consequentemente, na estrutura tridimensional das proteínas quase sempre são nocivas para essas moléculas orgânicas. Vírus da gripe Micrografia colorizada do sorotipo H1N1 do vírus da gripe tipo A, responsável pela pandemia de 1918 e pelo atual surto de gripe suína (foto: E. Palmer e R.E. Bates/ CDC). O vírus da gripe ou influenza representa – juntamente com o HIV – o exemplo mais extensivamente estudado de vírus que têm se associado ao homem. Os homens são infectados por três vírus da gripe relacionados entre si. Esses vírus, denominados A, B e C, pertencem à família Orthomyxoviridae. Dentre esses três vírus da gripe, apenas o tipo C causa infecções mais brandas. O vírus tipo B pode provocar consequências danosas para a saúde de seus hospedeiros. Por isso, ele é utilizado no Brasil em campanhas de vacinação para idosos, nos quais pode causar problemas graves e mesmo óbitos. O vírus tipo A, por sua vez, está associado à maioria das epidemias com consequências sérias. Tipicamente, as propriedades antigênicas (capazes de provocar a formação de anticorpos) dos vírus tipo A variam um pouco de um ano para o outro, um processo conhecido como deriva antigênica. Esse processo é responsável pela incapacidade do organismo humano hospedeiro de criar uma resistência permanente contra a gripe. Contudo, em três ocasiões durante o século 20, as propriedades antigênicas do vírus da gripe tipo A modificaram-se radicalmente. Essas mudanças (conhecidas como mudanças antigênicas) fizeram com que esses vírus passassem a apresentar um sorotipo diferente (linhagem que induz anticorpos diferentes no hospedeiro) e geraram pandemias que levaram milhões de pessoas à morte. Dezesseis sorotipos H e nove N são conhecidos. Existe também uma série de combinações entre eles. Porém, apenas poucos desses sorotipos são encontrados no homem e, tipicamente, apenas um ou poucos estão presentes na população humana em um dado período. Por outro lado, todos os sorotipos são encontrados em aves aquáticas, o reservatório natural do vírus da gripe tipo A. Alguns sorotipos estão presentes também em mamíferos como os cavalos e os porcos. A evolução dos vírus da gripe Os vírus da gripe foram caracterizados inicialmente na década de 1930 e o primeiro sorotipo identificado foi denominado H1N1. Uma mudança antigênica ocorreu em 1957, levando ao surgimento do sorotipo H2N2 e à pandemia conhecida como gripe asiática. Outra mudança ocorreu em 1968 e deu origem ao sorotipo H3N2 e à gripe de Hong Kong. Hospital militar nos Estados Unidos durante a pandemia de gripe espanhola de 1918 (foto: National Museum of Health and Medicine, Armed Forces Institute of Pathology). Estudos indicam que a gripe espanhola de 1918 marcou o início da infecção dos vírus H1N1 no homem. Essa foi de longe a pandemia humana mais severa do século 20 – e obviamente de todos os tempos.  O enorme impacto dessa pandemia sobre a saúde humana não ocorreu devido a uma associação de formas virais já presentes na espécie humana, mas sim devido à introdução de um sorotipo completamente novo de vírus (o H1N1) proveniente das aves. Durante os últimos anos, tem-se observado o ressurgimento do sorotipo H1N1 na população humana. Um exemplo desse tipo de evento é a atual gripe suína. Portanto, a gripe suína não representa uma grande novidade em termos evolutivos, mas sim um velho fantasma que a humanidade tem combatido nos últimos 90 anos.

Engenharia genética ajuda a entender pandemia de 1918

2° Texto para 2° ano

Gene que explicaria letalidade da gripe espanhola torna vírus do resfriado comum mais perigoso

Por: Isabel Levy

Publicado em 09/11/2004 | Atualizado em 20/10/2009

Um grande mistério da história da ciência talvez esteja com os dias contados. Pesquisadores das Universidades de Wisconsin-Madison (EUA) e de Tóquio podem ter identificado a mutação que levou o corriqueiro vírus influenza, causador do resfriado, a se tornar o temido responsável pela gripe espanhola de 1918, numa pandemia que dizimou mais de 20 milhões de pessoas em todo o globo em um único ano. A foto mostra uma forma relativamente branda do vírus influenza, à qual foram adicionados os genes responsáveis pela letalidade da gripe de 1918 (foto: Yoshihiro Kawaoka, Univ. de Wisconsin-Madison)

Liderados pelo virologista japonês Yoshihiro Kawaoka, os cientistas investigaram amostras do vírus recolhidas do tecido pulmonar de cadáveres preservados de vítimas da gripe espanhola de 1918 e identificaram um gene específico que pode explicar sua extrema virulência. Inserido em vírus relativamente benignos, esse gene - a hemaglutinina (HA) - mostrou-se capaz de transformá-los em formas altamente patogênicas, transmissíveis e por isso mais perigosas.

Os resultados foram divulgados na edição de 7 de outubro da Nature e irão ajudar a entender como o vírus se espalhou de forma tão rápida e eficiente.

Os pesquisadores adicionaram o gene HA a uma forma branda do vírus e analisaram as transformações decorrentes. Em laboratório, ratos foram infectados pelo novo vírus e manifestaram os mesmos sintomas encontrados em humanos contaminados pela gripe. Apesar da doença dificilmente se manifestar nesses roedores, eles tiveram o pulmão totalmente infectado e apresentaram graves reações inflamatórias e fortes hemorragias.

A pesquisa também reforçou a hipótese de o vírus de 1918 ter tido sua origem em aves e, por sua propriedade mutagênica, ter rapidamente se adaptado aos humanos. Os vírus que atacam aves têm receptores específicos em sua superfície que reconhecem as células a serem invadidas - por isso, raramente infectam células humanas. Os cientistas constataram que vírus de aves que receberam o gene HA invadiam com facilidade células humanas.

A pesquisa constatou, ainda, que grande parte da população mundial estaria vulnerável a uma eventual manifestação do vírus da gripe modificado pelo gene HA. A análise de amostras de sangue de japoneses com idade entre 2 e 102 anos constatou que somente os sobreviventes da pandemia de 1918 - hoje idosos - possuem anticorpos naturais contra o vírus e resistiriam, por isso, a um outro surto.

A virose dos vírus

  1° Texto de estudo para o 2°Ano

Classificação de nova espécie descoberta no Reino Unido suscita controvérsia entre especialistas

Por: Vitor Lima

Publicado em 12/08/2008 | Atualizado em 19/10/2009

Nem mesmo os vírus estão livres de adoecer por virose. Um trabalho publicado na semana passada na revista Nature mostra que um vírus gigante conhecido desde 2004 pode contrair infecção causada por um vírus 15 vezes menor que ele. A criaturinha descoberta por cientistas franceses e norte-americanos em uma torre de refrigeração no Reino Unido recebeu o nome de Sputnik. O vírus infectado pelo Sputnik pertence ao grupo dos mimivírus e tem 750 nanômetros de diâmetro (um nanômetro equivale a um milionésimo de milímetro). Ele geralmente infecta a ameba Acanthamoeba polyphaga, um protozoário facilmente encontrado no solo. Para que esse vírus seja infectado pelo Sputnik, é necessário que ambos estejam no interior da ameba, caracterizando um processo que os virologistas chamam de coinfecção. Ao invadir a ameba, o vírus gigante subverte sua maquinaria de biossíntese (ribossomos e RNAs transportadores), normalmente usada para fazer proteínas do próprio protozoário, e constrói uma estrutura muito organizada, chamada pelos pesquisadores de “fábrica de vírus”, para produzir suas próprias proteínas e se replicar. “O Sputnik infecta diretamente a fábrica de vírus, no citoplasma, onde está o genoma do mimivírus, e não o núcleo, em que está o genoma da ameba”, explica à CH On-line o virologista Didier Raoult, líder do grupo que realizou o estudo na Universidade do Mediterrâneo, em Marselha, na França. "Os sintomas da infecção são a diminuição no rendimento da replicação e defeitos na formação dos vírus gigantes." Proteínas desconhecidas O Sputnik tem forma icosaédrica e apenas 50 nm de diâmetro. Uma análise proteômica mostrou que ele é capaz de sintetizar 21 proteínas. A seqüência de cada uma delas foi determinada pela técnica de espectrometria de massa e comparada com seqüências de proteínas conhecidas de outros vírus. Das 21 proteínas identificadas, 13 são desconhecidas pela ciência, ou seja, não se parecem com nenhuma outra descrita até hoje. As oito restantes apresentam semelhanças com proteínas de vírus de grupos bem diferentes entre si, capazes de infectar organismos tão distintos quanto bactérias, eucariotos e archeas (organismos unicelulares sem núcleo com aparência muito similar às bactérias, mas com metabolismo e genoma diferentes). "Essa mistura de genes de diversas origens que o Sputnik parece apresentar é muito excitante do ponto de vista científico", avalia a virologista brasileira Maite Vaslin, professora do Instituto de Microbiologia da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ). Uma nova família? O Sputnik apresenta uma série de analogias funcionais com os vírus bacteriófagos (“comedores de bactérias”), que infectam esse tipo de microrganismo. Por isso, os autores propuseram que o Sputnik é o primeiro exemplar conhecido de uma nova família de vírus – os virófagos.

Novo tipo de supernova é descoberto

09/06/2011

 

Agência FAPESP – Azul, brilhante e muito estranha. É um novo tipo de explosão estelar que poderá ajudar os cientistas a entender melhor os processos de formação de estrelas, de galáxias e do próprio Universo em sua infância.
Trata-se de uma nova classe de supernova – explosão de uma estrela maciça em estágio avançado de evolução –, dez vezes mais brilhante do que a do tipo Ia, a mais conhecida, e 100 bilhões de vezes mais luminosa do que o Sol. Descoberta por um grupo internacional de cientistas, foi descrita em artigo na edição desta quinta-feira (09/06) da revista Nature.
Em todas as supernovas já identificadas, a radiação eletromagnética observada deriva do decaimento radioativo de novos elementos sintetizados, do calor depositado ou da interação entre os dejetos e o meio rico em hidrogênio que se move lentamente após a explosão.
A novidade é que nenhum desses processos serve para o tipo de supernova descoberto por Robert Quimby, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, Estados Unidos, e colegas. “Estamos diante de uma nova classe de supernova, até então desconhecida”, disse.
O grupo identificou duas supernovas que pertencem à nova classe, que receberam os nomes de SN 2005ap e SCP 06F6, a primeira localizada a 3 bilhões de anos-luz da Terra e a segunda a 8 bilhões. Elas são superluminosas, mas não apresentam traços de hidrogênio. Além disso, emitem fluxos consideráveis de radiação ultravioleta durante períodos longos de tempo.
As supernovas identificadas como de nova classe são também muito quentes (de 10.000 a 20.000 kelvin), expandem-se a cerca de 10.000 quilômetros por segundo e levam em torno de 50 dias para desaparecer –mais do que as outras supernovas conhecidas.
Segundo os cientistas, os eventos de longo prazo iluminados por ultravioleta, que deixam claro todo o entorno da supernova, representam uma oportunidade excepcional para usar espectroscopia de alta resolução com o objetivo de investigar regiões formadoras de estrelas ou de galáxias primitivas.

Biotecnologia na internet

03/06/2011

A Sociedade Brasileira de Genética (SBG) lançou o site Saiba mais sobre biotecnologia. Destinado ao público geral, tem conteúdo educativo e gratuito com explicação de aplicações possíveis da manipulação genética.
A iniciativa tem por objetivo demonstrar que a biotecnologia não se detém aos laboratórios de institutos de pesquisa, mas que também está presente no dia a dia das pessoas. Além de promover o estudo da genética, o portal visa à popularização da ciência.

O conteúdo do novo site está dividido em cinco seções: Biotecnologia, Vegetais transgênicos, Animais transgênicos, Terapia gênica e Células-tronco.
Para explicar como a biotecnologia pode ser empregada nas mais variadas situações, tais como investigações criminais, testes de paternidade e clonagem, o site conta com recursos multimídia como vídeos e animações.
O serviço dispõe também de um fórum para a troca de ideias entre os visitantes e uma área que permite ao usuário descrever suas pesquisas, além de propor alterações ou inclusões em outros trabalhos.
Mais informações: sbg.nucleoead.net/moodle