Bacteriófagos, vírus que infestam as bactérias

Já sabemos que, além dos vírus, bactérias representam um enorme desafio à saúde humana. Muitos problemas causados por elas foram resolvidos pela descoberta dos antibióticos. Um exemplo é a tuberculose que matou tantas pessoas no passado e hoje pode ser resolvida com um tratamento com antibióticos.

Em 1917 a médico canadense Felix d’Herelle, tratando de soldados infectados por bactérias na segunda guerra mundial, fez uma descoberta importante. Ele coletou as fezes de soldados com disenteria, causada pela bactéria Shigella, e passou esse material por filtros finos capazes de impedir a passagem da bactéria causadora. Depois ele desenvolveu culturas de amostras de Shigella e misturou nelas o primeiro líquido filtrado. A bactéria se desenvolveu deixando, no entanto, áreas limpas onde a bactéria estava morta. Herelle concluiu que algum elemento nessas manchas, provavelmente contendo vírus (pois passaram por poros diminutos) , havia dizimado as bactérias. Ele os denominou bacteriófagos ( comedores de bactéria). Mais tarde, com o uso de microscópios eletrônicos, essa descrição foi confirmada. Na visão ampliada foram vistos os fagos formados por pequenas caixas dotadas de pernas, que se aderiam às bactérias e as matavam. Muitas outras espécies de fagos foram descobertas e se entendeu que eles formam uma classe de vírus especializados no ataque à bactérias.

Herelle usou esses fagos no tratamento de soldados. Para se certificar de que o procedimento era seguro ele ingeriu uma porção desses vírus sem adoecer. Primeiro ele tratou pacientes com disenteria e cólera. Depois aplicou o mesmo remédio a doentes de peste bubônica, curando todos eles. Apesar desse sucesso alguns médicos se sentiam desconfortáveis com o uso de vírus vivos como remédio. Eventualmente o desenvolvimento dos antibióticos, que são produtos químicos e proteínas produzidos a partir de fungos e bactérias, tornou obsoleta essa abordagem.

O estudo dos fagos não terminou por aí e existe uma grande chance de que eles ainda se tornem necessários na medicina. Em 1963, na Georgia, então parte da União Soviética, foi realizada um grande teste clínico usando 30.769 crianças. Metade das crianças tomaram um comprimido com fago da Shigella, a outro metade tomou um placebo (pílulas contendo apenas açúcar, no caso). As crianças foram observadas por 109 dias e se constatou que aquelas que ingeriram o fago tiveram 3,8 vezes menos disenteria. Os resultados permaneceram secretos por um tempo devido ao isolamento dos soviéticos com o mundo ocidental. Com a queda da União Soviética, em 1989, esses relatórios começaram a circular e um grupo de pesquisadores no ocidente iniciaram suas pesquisas com fagos, apesar da relutância de muitos em usar vírus ativos como remédios.

Aqueles que são contra o uso desses vírus, além do receio de que eles possam sofrer mutações adversas em nosso organismo, argumentam que cada espécie de fago ataca apenas um tipo de bactéria enquanto os antibióticos matam uma variedade delas. Além disso bactérias sofrem mutações e evoluem para se tornar resistentes aos fagos, o que pode gerar organismos difíceis de serem combatidos. Os que são a favor nos lembram que temos em nossos corpos uma grande quantidade de bactérias (em torno de 100 trilhões) que certamente são alvos de fagos. Além disso qualquer produto que consumimos na alimentação estão repletos de fagos. Eles defendem que a aplicação de fagos de espécies variadas poderia ser usada para aumentar o espectro de eficácia. E, finalmente, que se poderia evoluir fagos artificialmente para dar combate às bactérias resistentes.

Enquanto esse debate se desenrola a prática médica se depara com um problema emergente. Bactérias tratadas com antibióticos evoluem e adquirem resistência. Existem motivos para acreditar que uma bactéria pode se desenvolver ao ponto de não ser suscetível a nenhum dos antibióticos existentes, se tornando uma superbactéria. Nesse caso pode se tornar estritamente necessário lançar mão do uso de vírus para combater bactérias resistentes.

Retrovírus endógenos

No genoma humano, hoje completamente mapeado, existem milhares de segmentos de genes importados de vírus. Considerando que as trocas genéticas entre vírus e hospedeiro, e vice versa, são comuns em microrganismos e em mamíferos, e são parte integrante da história de nossa formação como espécie e indivíduo, cabe perguntar quanto de nosso DNA foi ali colocado por vírus e o que essa parte representa em nossa formação.

Pesquisando a causa de câncer pesquisadores identificaram o vírus da leucose aviária como um dos grandes causadores da doença. Esse vírus pertence à classe dos retrovírus. Em certas condições a célula é forçada a replicar o vírus completo, inclusive com sua capa de proteína. Em seguida esse vírus pode escapar da célula e partir para novas infecções. Nessa operação, algumas vezes, os genes do hospedeiro que estavam desabilitados são reativados por influência do vírus. Esses genes podem causar câncer .

Foi observado que galinhas saudáveis podem portar o vírus e, ainda assim, gerar descendentes sadios. A pesquisa mostrou que os segmentos genéticos do retrovírus estavam incorporados e inertes dentro do DNA das aves. Sob o efeito de influenciadores externos (como produtos químicos ou radiação) esses segmentos podem ser arrancados de dentro das células, provocando a doença nos animais testados. Aves selvagens consideradas ancestrais das galinhas domésticas também têm esses segmentos virais embutidos em seu DNA. Denominou-se então esse tipo de vírus de retrovírus endógeno (onde endógeno significa vindo de dentro). Muitas outras espécies, além das galinhas, carregam esse mesmo vírus.

Alguns segmentos de retrovírus no DNA humano se parecem com segmentos encontrados em macacos. Outros se assemelham aos de outros animais. Hoje se estima que 8% do DNA humano é formado por fragmentos de retrovírus, a maioria deles desativados. Mas também existem aqueles que estão ativos e são úteis para a nossa existência. Por exemplo, quando um feto se desenvolve no ventre da mãe parte de seu material genético é usado na formação da placenta, responsável por levar alimentação da mãe até o bebê. Um retrovírus endógeno, há muito incorporado ao DNA humano, instrui a formação de uma proteína que permite a fixação das células da placenta com o organismo da mãe.

Vírus da Imunodeficiência Humana, HIV (Human Immunodeficiency Virus)

No final de 1980 alguns homens jovens, sem histórico de outras doenças, foram atendidos em hospitais de Los Angeles com uma forma rara de pneumonia causada pelo pneumocystis pneumonia, um fungo bastante comum que o organismos saudáveis conseguem combater sem maiores problemas. Todos eles foram diagnosticados com a incidência de um vírus que ataca as células de defesa do organismo, então denominado HIV. Descobriu-se que esse vírus estava agindo por mais de 50 anos e, até o final da década de 1980, já havia infectado 60 milhões de pessoas, matando quase a metade deles.

O HIV se transmite por meio de fluidos corporais , em particular pelo sangue e sémen. As pessoas se contaminam fazendo sexo sem proteção, compartilhando seringas entre usuários de drogas, através de transfusões com sangue contaminado ou diretamente entre gestante e bebê. Como outros vírus, o HIV insere seu material genético em células hospedeiras, se multiplicam dentro delas e depois escapam para provocar novas infecções. Dentro do corpo infectado o HIV se multiplica rapidamente e é logo combatido pelo sistema imunológico. Eventualmente ele derrota as células de imunização e o paciente fica desprovido de suas defesas naturais, ficando à mercê das chamadas doenças oportunistas que podem levá-lo à morte.

A pesquisa mostrou que o HIV é um tipo de retrovírus, da classe dos lentivírus que infectam também outros mamíferos. Dois tipos desses lentivírus foram encontradas em humanos, ambos descendentes de vírus que antes só afligiam macacos. Uma delas descende de vírus de chimpanzé, outra do cercocebus atys, um macaco encontrado nas florestas do Senegal e Gana. Ambas as espécies são mantidas em cativeiro e usadas como alimento.

No combate ao HIV foram necessárias campanhas educativas para uma mudança de comportamento, principalmente com o uso de preservativos na prática sexual. Como o vírus evolui rapidamente adquirindo resistência às substâncias usadas para combatê-lo, várias drogas antivirais devem ser usadas em conjunto, um coquetel de medicamentos que protege as células de defesa do organismo. Apesar de eficientes estas drogas podem estimular o surgimento de cepas resistentes, forçando a busca por novos medicamentos. Quando um vírus resistente às drogas disponíveis é passado adiante a nova infecção é mais difícil de ser controlada. Uma vacina não foi ainda desenvolvida e, mesmo que exista, ela pode não ser a solução final para o problema. O HIV se multiplica de forma errática produzindo e espalhando muitas mutações. A vacina para uma cepa pode não cobrir variantes que certamente existirão.

O vírus do Nilo Ocidental

Pouco antes do início do ano 2000 foram observadas as mortes de pássaros no zoológico de Bronx, Nova Iorque. O exame dos cuidadores indicou que eles sofreram de derrames internos no cérebro devido a uma encefalite provocada por um vírus endêmico na África, em particular nas nascentes do Nilo. O estudo mostrou também que pessoas estavam morrendo da mesma forma, devido ao mesmo patógeno. Em todas as Américas existe um grande número de vírus, alguns antigos, trazidos pelos primeiros colonizadores que cruzaram o Estreito de Bering há mais de 15 mil anos, outros modernos que migraram para o continente com a colonização europeia ou transportados em navios e aviões na era moderna.

O vírus do Nilo é do género Flavivírus, que também inclui os vírus zica, da dengue e da febre amarela. Ele é geralmente transmitido pela picada de mosquitos do género Culex e é conhecido há algum tempo, tendo adoecido pessoas em Uganda, Ásia e Austrália. Também se sabia que ele não depende de humanos para sua preservação, sendo capaz de infectar pássaros, o seu reservatório natural. Quando infecta um pássaro o vírus se multiplica rapidamente danificando diversos de seus tecidos. Mas apesar de estar em grande número no corpo da ave ele não consegue escapar dela para alcançar outras presas. Para isso usam um mosquito como vetor. Mosquitos picam as aves e se infectam. Depois picam um humano (ou outro pássaro) transmitindo para ele o vírus. Apesar da dificuldade adicional de ter que sobreviver em organismos muito diferentes, com essa estratégia o vírus aumenta muito sua capacidade de atingir novos hospedeiros.

Não se conhece exatamente como o vírus chegou na Europa e nas Américas. Ele pode ter cruzado de um continente para outro em um pássaro ou mosquito infectado. Como a variante encontrada nos EUA mostrou ter parentesco com o vírus detectado em Israel é também possível que ele tenha sido trazido de lá, provavelmente junto com o tráfico de animais domésticos. Enquanto na África ele se espalhava em meio a uma população que já possuía anticorpos, nos novos domínios ele provocou uma epidemia de grandes proporções. Nos EUA se registrou 28.961 casos, com 1.131 mortes.

A doença causada pelo vírus do Nilo também obedece a uma sazonalidade, sendo mais frequente no verão, em locais úmidos e chuvosos, quando o mosquito encontra condições ideais para sua proliferação. Infelizmente, com o aumento das temperaturas médias causado pelo aquecimento global também é esperado um crescimento no número de infecções por essa doença.

Síndrome Respiratória Aguda, SARS (Severe Acute Respiratory Syndrome)

Existe hoje um esforço para identificar novas espécies de vírus com potencial para afetar a saúde humana antes que eles o façam. Muitas populações se alimentam de caça e de animais exóticos que contem vírus que podem adquirir a capacidade de saltar a barreira entre espécies, como já ocorreu tantas vezes. Com o avanço do entendimento sobre o funcionamento de vírus estas novas infecções podem ser mais rapidamente identificadas.

Em 2002 algumas pessoas na China começaram a morrer de uma doença respiratória desconhecida. O problema não teve muita repercussão mundial até que um empresário americano, retornando da China, adoeceu em pleno voo. O voo foi interrompido em Singapura onde o homem morreu. Em pouco tempo pessoas estavam adoecendo em vários países. Sem saber o que causava a doença os médicos deram a ela o nome de Síndrome Respiratória Aguda, SARS.

Em Hong Kong os pesquisadores mapearam os genes de um vírus encontrado nos pacientes, um membro do grupo dos coronavírus. Esse vírus teve sua origem em morcegos, realizando um salto entre espécies para infectar um gato selvagem que, por sua vez, era usado como comida entre os chineses. Com isso foi possível identificar e isolar as pessoas contaminadas, além da proibição da venda dos animais contaminadores, evitando uma crise de maiores proporções. Mesmo assim o vírus da SARS se espalhou pelo mundo causando 8 mil casos de infectados e 900 mortes.

É esperado que novos vírus saltem a barreira entre espécies e contaminem humanos, possivelmente gerando epidemias sérias. Na medida em que as florestas estão sendo devastadas novas espécies animais, antes afastadas de nós, estão cada vez mais próximas. Alguns desses vírus são muito agressivos, como o Ebola. Ele se transmite com facilidade de pessoa para pessoa gerando hemorragias que fazem o doente sangrar por todos os orifícios. No entanto, sendo tão agressivo, o ebola mata seu hospedeiro antes de conseguir se espalhar. Um surto de ebola mata um número relativamente pequeno de pessoas até ser contido.

Varíola

Programas de vacinação devem alcançar um número suficiente de pessoas para serem afetivos. Existem aqueles que não podem tomar vacinas e ficam protegidos pelos que fora imunizados naquele mesmo ambiente. Um programa pode erradicar um determinado tipo de vírus em um país mas não em outro, fazendo com que o primeiro possa ser reinfectado.

O vírus da varíola afligiu a humanidade durante séculos, causando sofrimento e morte. O infectado tem febres e dores fortes, manchas vermelhas dentro da boca que depois se espalham pelo corpo, doloridas e cheias de pus. 30% dos infectados morrem e os demais podem ficar com marcas profundas por todo o corpo. Quando os europeus chegaram no Novo Mundo, além das armas convencionais, eles levaram a varíola para uma população que nunca havia sida exposta e por isso não tinha qualquer proteção. Uma grande parte da população, especialmente da América Central, morreu dessa infecção.

Mesmo na China Antiga já havia a prática de se espalhar resíduos das feridas causadas por varíola em crianças saudáveis, numa tentativa de imunizá-las. Esse conhecimento foi propagado por diversas partes do mundo. No final do século 16 um médico inglês, Edward Jenner, observou que mulheres que tiravam leite de vacas não adoeciam de varíola. Ocorre, como sabemos hoje, que as vacas são acometidas pela varíola bovina, uma forma mais branda e parente próxima da varíola humana. Jenner descobriu que podia imunizar uma pessoa inoculando nela um soro produzido com material retirado de lesões de vacas doentes. Ele chamou de vaccine este líquido, um nome derivado do latim vacca.

Um esforço mundial se deu no início do século 20 para combater a varíola em todos os países. Médicos da Organização Mundial da Saúde, ao identificar surtos, colocaram em quarentena as pessoas infectadas e vacinaram todos na vizinhança. A última ocorrência de varíola se deu na Etiópia, em 1977, quando a OMS declarou extinto o vírus. Para efeito de estudo amostras do vírus foram guardadas em dois ambientes seguros na extinta União Soviética e no CDC americano, com o compromisso mútuo de que essas amostras seriam destruídas mais tarde. Com a tensão política entre Rússia e EUA e o medo do uso do vírus na construção de armas biológicas elas nunca foram destruídas. Existe uma controvérsia sobre o que fazer com essas amostras, uma discussão que está ficando irrelevante uma vez que o genoma da varíola é totalmente mapeado e o vírus pode ser reconstruído em laboratório usando as técnicas modernas de manipulação genética.

Mimivírus

Em 1992 Timothy Rowbotham, um microbiólogo inglês, procurando a causa de um surto de pneumonia, coletou uma amostra de água no equipamento de resfriamento de um hospital na cidade de Bradford. A análise microscópica da água revelou a existência de amebas e protozoários unicelulares do tamanho de células humanas. Dentro de uma ameba ele encontrou um objeto esférico grande (quase do tamanho da bactéria) que ele batizou de Bradfordcoccus. Estudos posteriores mostraram que, embora fosse grande demais para ser um vírus, o Bradfordcoccus mais se assemelhava a um deles. Também foi observado que ele invadia bactérias e as forçava a reproduzir seus genes, sendo portanto reconhecido como um vírus. Os pesquisadores renomearam o objeto para mimivírus (uma abreviação do inglês mimicking virus), uma alusão a sua capacidade para imitar bactérias.

A análise da genética do mimivírus revelou que ele tem genes de vírus, embora em número grande quando comparado a outros vírus (1262 genes, mais do que algumas bactérias). A maior parte desses genes são de origem e funcionamento desconhecidos. Uma vez revelada a existência do mimivírus uma busca foi iniciada para encontrá-lo em outros lugares. Ele foi então detectado no pulmão de pacientes com pneumonia embora não se saiba ainda se eles causam essa doença ou apenas se aproveitam do estado fragilizado do paciente. Eles estão nos oceanos infestando algas e, talvez, esponjas e corais. A complexidade do mimivírus e o número de seus genes levanta mais uma vez o debate sobre se vírus são ou não organismos vivos. De fato há uma questão aberta sobre o que é a vida.

Considerando a forma simplista e pouco precisa com que vírus se multiplicam, o que provoca neles tantas mutações, sempre se considerou que eles não poderiam ter uma sequência muito longa de genes. Desta forma não poderiam conter informações para a execução de tarefas complexas, além de produzir cópias de si mesmo e prover sua auto-proteção. Muitos cientistas defendem que organismos vivos devem ser constituídos de células. Como estruturas muito mais simples do que células os vírus foram considerados meros aglomerados de material genético, provavelmente resíduos deixados por organismos mais complexos. Nos últimos 20 anos esse conceito tem sido questionado. Suspeita-se, por exemplo, que os mimivírus realizem tarefas bem complexas. Quando entram em uma ameba eles não se dissolvem em seu interior. Eles montam uma estrutura complexa chamada de fábrica viral, parecida com uma célula. Ela é capaz de absorver ingredientes e construir novo DNA e outras proteínas. Existe inclusive um vírus especializado em infectar o mimivírus para sua própria reprodução. Aparentemente não há uma linha rígida e bem desenhada separando a vida da não-vida.

Humanos são um aglomerado de células de mamíferos, de bactérias e vírus. Sem essas bactérias morreríamos. Sem os segmentos de DNA importados dos vírus seríamos incapazes de nos reproduzir. Uma compreensão profunda do que são os vírus provavelmente será essencial para compreender a origem da vida.

Sugestões:

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• COVID Reativa vírus primitivo escondido em nosso DNA, acessado em junho de 2021.
• O maior vírus da história, acessado em junho de 2021.

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