História

Vacinas são a melhor resposta da medicina para alguns dos problemas gravíssimos que sempre enfrentamos.

Leia também: O que é um vírus?

Em 1796 Edward Jenner retirou uma secreção de lesões de vacas infectadas com a varíola bovina, uma forma mais branda que a humana, e injetou esse líquido em um garoto de oito anos. Ela havia observado previamente que pessoas que estavam em contato com aquelas vacas não contraiam a varíola que, na época, matava um número grande de pessoas. O experimento (que hoje jamais seria permitido por nenhum conselho de ética, é claro!) foi bem sucedido e o menino não adoeceu. Esta foi a primeira vacina de todos os tempos, recebendo essa denominação do termo latina vaccus (vaca).

Quando microrganismos externos entram em nosso corpo o sistema imunológico desencadeia uma série de respostas na tentativa de identificar e remover os intrusos. Esse processo é contínuo pois estamos sempre em contato com microrganismos que podem ser nocivos. O sistema imunológico consiste em um conjunto complexo de células, tecidos, órgãos e moléculas que cumprem funções específicas em uma resposta coordenada para neutralizar vírus, bactérias, fungos e parasitas. Quando expostos a novas ameaças o corpo tem de partir do zero e construir as defesas necessárias.

O sistema imunológico usa várias ferramentas para combater agentes infeciosos externos. O sangue contém glóbulos vermelhos que transportam oxigênio para tecidos e órgãos, e células brancas ou imunes, que combatem infecções. Esses glóbulos brancos consistem principalmente de macrófagos, linfócitos B e linfócitos T.

Quando o corpo encontra um patógeno pela primeira vez, ele pode levar vários dias para desenvolver as ferramentas de combate à infecção. Frequentemente os sintomas que sentimos em uma infecção são mais provocados pela resposta imune do que pelo agente infeccioso em si. Esses sintomas surgem como tosse, espirros, inflamação e febre que são os sinais de que nossas defesas estão agindo. Essas respostas imunes inatas também acionam uma segunda linha de defesa chamada imunidade adaptativa: células especiais chamadas linfócitos B e T são recrutadas para combater os invasores e registrar informações sobre eles, criando uma memória de como são os invasores e qual a melhor forma de combatê-los.

Apesar de termos esse mecanismo sofisticado de resposta ainda existe risco envolvido. O corpo demora um pouco para desenvolver essas respostas a responder aos patógenos. Há um gasto de energia nesse processo e, se o infectado estiver muito fraco, se for um idoso ou muito jovem, ou se tiver qualquer estado prévio que o debilite, pode ocorrer que o organismo não consiga enfrentar o patógeno, principalmente se ele for muito agressivo. Nesse caso a pessoa infectada pode adoecer gravemente ou até morrer. Quando os antígenos familiares são detectados, os linfócitos B produzem anticorpos para atacá-los.

Como funcionam as vacinas

Vacinas são formas de se introduzir no indivíduo um fator que faça seu corpo reconhecer e atacar um determinado patógeno. Elas ajudam a desenvolver a imunidade simulando uma infecção. Depois depois que o elemento de ataque desaparece o corpo retém linfócitos B e T que representam uma forma de memória, capaz de reconhecer e combater o invasor no futuro. Após a vacinação o organismo leva algumas semanas para produzir linfócitos T e linfócitos B. É possível, portanto, que uma pessoa seja infectada antes ou imediatamente após a vacinação porque a vacina não teve tempo suficiente para fornecer proteção necessária.

Tipos de vacinas

Existem alguns tipos diferentes de vacinas:

Vacinas vivas atenuadas: Existem vacinas que contém o organismo (vírus ou bactéria) que se quer combater vivo mas atenuado ou enfraquecido para que não cause doenças graves em pessoas saudáveis. Elas são eficientes para treinar o sistema imunológico pois causam um ataque parecido com uma infecção natural. Exemplos incluem a vacina contra sarampo, caxumba e rubéola (MMR) e varicela (varicela).

Apesar de serem eficazes, a produção de vacinas com organismos vivos atenuados é complexa e existe uma chance de que pessoas com sistemas imunológicos mais fragilizados não consigam derrotar o agente infeccioso e contraiam a doença.

Vacinas de patógeno inativado: Estas vacinas são produzidas por um processo de desativação ou morte do agente patogênico e podem combater vírus e bactérias. A vacina inativada contra a poliomielite é um exemplo. As vacinas inativadas produzem respostas imunes diferentes das vacinas vivas e atenuadas. Em alguns casos pode ser necessária a aplicações de várias doses para se atingir a imunidade desejada. Microrganismos inativados não conseguem se desenvolver dentro do corpo infectado e não adoecem a pessoa vacinada. Mesmo assim eles desencadeiam a resposta imune que ensina o sistema imunológico a reconhecer um ataque de forma que, em caso de um ataque real, o corpo já sabe se defender. Esse mesmo processo funciona na natureza, onde muitas doenças só podem infectar uma vez a pessoa, que depois terá sua imunidade reforçada para aquele microrganismo.

Toxóides: Essas vacinas previnem doenças causadas por bactérias que produzem toxinas no organismo. Em sua fabricação as toxinas são enfraquecidas para não causaram dano à pessoa vacinada. As toxinas enfraquecidas são chamadas de toxóides. Quando o sistema imunológico recebe uma vacina contendo um toxóide ele aprende como combater a toxina natural. Exemplos são as vacinas da difteria e do tétano.

Vacinas de subunidades: São vacinas que incluem apenas partes do vírus ou bactérias. Como essas vacinas contêm apenas os antígenos essenciais, aquelas partes do agente infeccioso que despertam a imunidade no corpo afetado, elas têm menos chance de provocar a doença ou efeitos colaterais. São exemplos as vacinas que usam apenas o envelope protéico de um vírus.

Vacinas conjugadas: As vacinas conjugadas combatem um tipo de bactéria que possue antígenos com um revestimento externo de polissacarídeos, que são substâncias semelhantes ao açúcar. Esse revestimento disfarça o antígeno e dificulta seu reconhecimento pelo sistema imunológico imaturo de uma criança. Vacinas conjugadas são eficazes para esse tipo de bactéria porque conectam (ou conjugam) os polissacarídeos a antígenos contra os quais o sistema imunológico responde muito bem. Essa associação ajuda o sistema imunológico imaturo a reagir ao revestimento e a desenvolver uma resposta imune. Um exemplo desse tipo de vacina é a vacina da influenza, tipo B (Hib).

Vacinas de DNA: Está sendo desenvolvida uma nova classe de vacinas que carregam apenas os genes do patógeno que produzem os antígenos específicos reconhecidos pelo corpo para desencadear sua resposta imune. Quando injetados esses genes instruem as células a produzir uma resposta imunológica mais específica e forte. Essa é a variedade mais segura de vacinas porque inclui apenas material genético específico, insuficiente para a reprodução do patógeno nas células infectadas. Entre elas está a vacina de RNA mensageiro.

Vacinas de RNA mensageiro: Vacinas que utilizam RNA mensageiro são uma novidade na prátiva médica, embora já venham sendo estudadas a algum tempo. Com a pandemia de SARS-CoV-2 se apressou a produção dessas vacinas, com bom resultado. Esses imunizantes são desenvolvidos a partir da replicação de sequências de RNA.

RNA mensageiro (RNAm) é um ácido nucleico é formado no núcleo da célula que transmite as informações contidas no código genético (DNA) e as leva para os ribossomos. Ele informa quais os aminoácidos e qual a sequência devem compor as proteínas no citoplasma.

No caso do Coronavírus existe uma proteína em formato de espinhos que a dão ele esse nome (a coroa). Esses espinhos, a proteína Spike, são responsáveis pela fixação do vírus às células do hospedeiro. As vacinas de RNAm forçam as células do sistema imunológico a gerar um pedaço de proteína. Em seguida as instruções do RNAm são destruídas. O sistema imunológico reconhece que essa proteína está fora de seu ambiente e constroi proteções contra esse material. Quando uma infecção verdadeira se apresenta o sistema imunológico já possui defesas construídas contra ela.

Imagem colorida de microscópio eletrônico de transmissão mostra o SARS-CoV-2, causador da COVID-19 – isolado de um paciente nos EUA. Os picos na borda externa das partículas do vírus são as proteínas spike que dão aos coronavírus seu nome, semelhante a uma coroa. Crédito: NIAID-RML.

É importante observar que a vacina NÃO contém vírus vivo e não pode causar a COVID-19. Embora se tenha verificado que pessoas vacinadas ainda podem adoecer com a COVID, também se sabe que a gravidade da doença se torna bem menor após sua administração.

Vacinas são uma grande conquista e continuam a fornecer meios eficazes e seguros para combater doenças que, sem elas, continuariam a matar milhões de pessoas no mundo todo ano.

Vacinas que requerem mais de uma dose

Existem algumas razões pelas quais algumas vacinas precisam ser aplicadas mais de uma vez para atingirem eficácia completa. Algumas vacinas (principalmente as inativadas) não produzem imunidade completa com uma única dose. A vacina contra a bactéria Hib, que causa meningite, é um bom exemplo.

Em outras a imunidade começa a diminuir após algum tempo, quando se torna necessária uma dose de reforço, o que pode ocorrer vários anos após a administração da aplicação inicial. É o caso da vacina DTaP que protege contra difteria, tétano e coqueluche: crianças recebem 4 doses iniciais sendo necessária uma dose de reforço aos 4 anos até os 6 anos. Outro reforço é necessário aos 11 ou 12 anos de idade. Principalmente para as vacinas vivas mais de uma dose é necessária para o completo desenvolvimento de melhor resposta imune.

No caso da vacinas contra a gripe, adultos e crianças com mais de 6 meses devem tomar uma dose a cada ano. Isso acontece porque o vírus passa por mutações aceleradas, fazendo com que o sistema imunológico não mais o reconheça. As principais cepas em circulação, mas não todas, são usadas nesse desenvolvimento.

Leia: O que é um vírus?, Bacteriófagos e HPV.

Existem muitas vacinas que usam apenas algumas cepas de vírus quando na natureza uma variedade grande deles é encontrada. É o caso da vacina contra o HPV e a própria gripe. Em princípio se estima que o combate àquelas cepas já causa benefício suficiente para quem toma a vacina. Há muito debate sobre o tema e uma grande esforço para o desenvolvimento de novas formas de vacinação. É considerada inclusive a possibilidade de se aplicar vírus bacteriófagos para combater bactérias que estão se tornando resistentes aos antibióticos.

Conclusão

Muitas pessoas acreditam que só serão imunizadas adquirindo a doença, ou que a imunização natural é melhor do que a fornecida pelas vacinas. Deve-se lembrar que muitas infecções naturais podem causar complicações graves e levar a morte, além de se espalharem de modo perigoso para outras pessoa. Isso acontece até em doenças que as pessoas consideram brandas e não perigosas, como a gripe e a varicela. Mesmos nesses casos não se pode prever quais dos pacientes terão complicações que os levem à hospitalização ou à morte.

Como qualquer medicamento as vacinas podem causar efeitos colaterais. Os mais comuns são leves mas não é impossível que ocorram efeitos graves. O estudo desse tema é complexo. Para que uma vacina seja aprovada pelos orgãos fiscalizadores de saúde é necessário que o dano porventura causado por ela seja muito inferior ao benefício que ela traz. Existe ainda a questão do controle coletivo de uma doença. Muitas pessoas não podem ser vacinadas, por fragilidade de seu sistema imunológico ou por terem alergia a algum componente utilizado. Para que toda a comunidade fique livre de uma infecção é necessário que um número crítico de pessoas tenha sido imunizado.

Nos últimos tempos tem surgido movimentos antivacinas, formados por pessoas que preferem acreditar em um influenciador digital ou em algum site explorador de credulidade, e não em seu médico ou nos cientistas. Existem aqueles que negam que doenças possam ser causadas por organismos minúsculos que eles não podem ver. Essa atitude tem causado problemas de saúde pública em todo o mundo, inclusive com o retorno de doenças que estavam quase erradicadas.

Essa tendência é parte de um movimento muito mais grave que agrupa negadores da ciência em várias áreas. Entre esses estão aqueles que defendem com ferveor que vacinas causam autismo, uma correlação nunca encontrada em pesquisas científicas. A melhor vacina para esse fenômeno é o conhecimento.

Bibliografia:

• CDC, Center for Disease Control, USA: How Vaccines Work,
• Kelwalin Dhanasarnsombut, TEDEd: How do vaccines work?
• Novella, Steven; Science Based Medicine: What is an Antivaxer,
• Vacinas.com.br: Vacinas de RNA Mensageiro,

todos acessados em janeiro de 2022.

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:

Canal Olá ciência:

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

O novo Coronavírus

Geralmente pensamos nos vírus como agentes causadores de doenças, algo a ser combatido. Isso não é totalmente incorreto se considerarmos que milhares de pessoas morrem por ação direta de um deles. Um exemplo é o vírus da varíola, o campeão de mortes humanas, agora totalmente erradicado. Além de afetar humanos eles agem em todas as demais espécies, sejam micróbios, plantas ou animais.

Novos vírus estão constantemente sendo identificados. Entre eles estão o HIV, que causa a AIDS e até hoje representa um desafio de tratamento, e o novo Coronavírus, causador da COVID-19, que tanto está impactando a saúde e a economia do planeta.

Mas vírus também são partes importantes na ecologia terrestre. Eles contribuem na formação do oxigênio na atmosfera, no controle da temperatura, agem na regulação da população de organismos e fornecem um mecanismo de movimentação de material genético entre as espécies. Assim como animais, plantas e outros microrganismos eles foram moldados por um longo processo evolucionário, através do processo da evolução natural, que consiste de mutações aleatórias e seleção dos mais aptos, até atingir os estados de maior eficiência para sua preservação e espalhamento. Eles estão por toda parte, incluindo o genoma humano onde se encontram diversas partes de vírus que infectaram nossos ancestrais no passado. Eles podem inclusive ter contribuído na formação dos organismos vivos, há bilhões de anos.

Microbiologia, um breve histórico

Apesar da longa luta da humanidade contra as doenças, apenas no século 19 começamos a entender que muitas são causadas por microrganismos. Com a invenção dos microscópios (instrumentos óticos para visualização de pequenas estruturas) foi possível reconhecer que muitos microrganismos são responsáveis por doenças entre humanos ou animais domésticos. Antonie van Leeuwenhoek, um holandês fabricante de lentes no século 16, foi o primeiro a visualizar micróbios. Somente no século 19 Louis Pasteur e Robert Koch associaram microrganismos com doenças e, por isso, são considerados os fundadores da microbiologia. Entre esses seres minúsculos estão as bactérias, organismos unicelulares que habitam praticamente todos os lugares do planeta, vivendo em relações de parasitismo ou simbiose com plantas e animais. O antrax (ou carbúnculo), tuberculose, cólera, difteria, tétano e sífilis, todas elas foram associadas às infecções causadas por bactérias. Elas possuem uma estrutura similar a células de mamíferos. Em geral as bactérias são autônomas, podendo fabricar as proteínas necessárias de que necessita, ingerir e metabolizar alimentos e se dividir sem a ajuda de outros organismos.

Apesar do sucesso em atribuir doenças a bactérias patogênicas, muitas outras doenças infecciosas continuaram inexplicadas e seus agentes causadores desconhecidos. Algumas são corriqueiras e comuns, outras podem levar à morte. Entre elas estão a varíola, sarampo, caxumba, rubéola e gripe. Estes agentes eram, como se concluiu na época, muito pequenos pois passavam por filtros cujos poros diminutos conseguiam impedir a passagem de bactérias. Por algum tempo foram chamados de “agentes filtráveis” e considerados como pequenas bactérias.

Em 1879 agricultores holandeses se depararam com uma grave praga que assolava a plantação de fumo. Adolph Mayer, um químico agrícola, estudou o problema que ele chamou de doença mosaica do tabaco. Ele verificou que não havia diferença entre os ambientes onde estavam as plantas doentes e as saudáveis e também não encontrou fungos ou parasitas. Então ele descobriu que plantas saudáveis adoeciam quando se injetava gotas de líquido extraído de fumo doente. Ele fez uma cultura de bactérias encontradas na seiva do fumo e depois aplicou essas bactérias em plantas saudáveis, sem que elas adoecessem. Isso mostrou que bactérias não causavam a doença.

Mais tarde outro holandês, Martinus Beijerinck, mostrou que, qualquer que fosse o agente de infecção, ele seria minúsculo. Ele fez diversas filtragens da seiva de plantas doentes, a expôs a temperaturas altas e ressecou esse material sem que ele perdesse seu poder de contaminação. Sem saber do que se tratava ele chamou o agente de “líquido vivo contagiante”, mais tarde de vírus, uma palavra derivada do latim significando veneno.

Na década de 1930 os vírus mosaicos do tabaco foram ressacados e armazenados sob forma cristalina, uma indicação de que eram compostos por proteína pura. Logo depois seu componente de ácido nucléico foi descoberto e identificado como responsável pela ação infecciosa. No entanto os vírus e suas estruturas só foram visualizados com o desenvolvimento dos microscópicos eletrônicos, em 1939. Só então se compreendeu que eram uma classe própria de microrganismos.

Embora certamente formados por matéria orgânica os vírus são agentes infecciosos microscópicos que estão no limiar entre seres vivos e partículas inertes. Geralmente carregam poucos genes, de 2 até 200 (em casos raros), armazenados em forma de RNA ou DNA, e tem diâmetro entre 20 e 300 nm. Apenas os maiores podem ser vistos em microscópios óticos enquanto os demais exigem microscópios eletrônicos para serem observados. A forma do vírus depende do tamanho e volume de seu conteúdo, podendo ter a forma de um filamento, de esferas, hexahedros ou mesmo formas bem mais complexas. O vírus da varíola têm o formato de tijolos, o da herpes são icosaedros (aproximadamente esférica, com 20 lados planos) , o da raiva tem formato de uma bala e o vírus mosaico de um tubo ou haste. Alguns deles são revestidos por uma camada externa de proteína. Os vírus podem possuir seu código genético codificado no DNA, com um hélice dupla, ou em sua versão de fita única, o RNA.

A discussão sobre se são ou não organismos vivos continua em aberto pois não satisfazem os critérios básicos de definição de vida. Quando não estão dentro de um organismo hospedeiro eles se apresentam como partículas inertes chamadas de vírions. Eles são formados por: material genético, ou seja, longas moléculas de DNA ou RNA que contém as instruções de formação do próprio vírus; uma capa protetora de proteína chamada capsídeo, que envolve o material genético; um envelope externo de lipídeos (existentes em alguns tipos de vírus, somente).

Como são incapazes de se multiplicar sozinhas estas partículas precisam infectar o organismo a que estão ajustadas, penetrando suas células para usar delas o mecanismo reprodutor. Vírus que infectam plantas entram em suas células através de algum rompimento em suas paredes externas ou são injetadas através da picada de algum inseto vetor que suga sua seiva. Depois eles se espalham para outras células através das plasmodesmata, que são poros por onde passam moléculas entre células na planta saudável. Já os vírus de animal infectam suas células se ligando a receptores específicos na superfície da célula. Esses receptores são como trancas que apenas podem ser abertas pelos vírus que possuem a chave própria. Células receptoras são diferentes em vírus diversos. Algumas são encontradas em muitas células, outras são restritas a apenas um tipo de célula. O HIV, por exemplo, possui a chave que abre especificamente a molécula CD4, e apenas células com moléculas CD4 em sua superfície podem ser infectadas por ele. Por isso os vírus são especializados em infectar uma determinada espécie ou mesmo um tipo específico de célula e é provável que exista um vírus associado a cada uma das espécies existente, inclusive bactérias.

Após se ligar em sua molécula receptora o capsídeo do vírus penetra no interior da célula e seu genoma (DNA ou RNA) é liberado junto do citoplasma da célula, jogando dentro dela a sua informação genética. Dentro do núcleo celular o vírus encontra os mecanismos necessários para fabricar suas próprias proteínas. Apenas alguns vírus maiores e mais complexos, como os da família Poxviridae (da qual faz parte o vírus da varíola), carregam os genes necessários para a elaboração das proteínas de que necessitam e, por isso, podem completar todo o seu ciclo dentro do citoplasma. Dentro da célula o DNA do vírus é tratado como parte da célula hospedeira e são por ela duplicados. O código de DNA é transcrito em mensagens de RNA que são lidos e traduzidos em forma de proteínas. Depois os componentes gerados do vírus são remontados como milhares de novos vírus que. Em geral um grande número de cópias são produzidas, fazendo com que a célula se rompa e jogue os novos vírus de volta no organismo hospedeiro onde eles infectarão novas células. Existem também aqueles vírus que conseguem sair pela membrana celular sem matar a célula mas, provavelmente, deixando-a infectada. Muitos vírus carregam sua informação genética sob forma de RNA, o que dispensa o processo de transcrição (de DNA para RNA, que só pode ser feita com os mecanismos da célula). O RNA é traduzido diretamente em proteínas o que torna esses vírus menos dependentes das enzimas do hospedeiro, permitindo que terminem seu ciclo sem destruir a célula. Os retrovírus são uma família de vírus de RNA, entre eles o HIV que desenvolveu a habilidade de infectar células por muito tempo enquanto se escondem do ataque dos mecanismos de imunidade. Eles transportam uma enzima chamada transcriptase reversa, capaz de converter seu RNA em DNA. Este DNA viral pode ser integrado no DNA celular. Esses segmentos genéticos adicionados à célula hospedeira, chamados de provírus, ficam arquivados e passam a ser copiados e passados para os descendentes do organismo hospedeiro. O provírus pode ainda, sob certas circunstâncias, fabricar novos vírus que abandonam a célula e provocam sua morte.

Células humanas sofrem mutações genéticas em uma taxa baixa, de uma a cada milhão de nucleotídeos (os blocos básicos do RNA e DNA) em cada geração. Nos vírus essa mutações são muito mais rápidas. Além de conseguirem se replicar (gerar novas cópias de si mesmos) mais rapidamente que nós, eles não possuem um mecanismo de regulação dessa replicação, que ocorre na taxa de aproximada de uma a cada mil nucleotídeos. Portanto, a cada infecção, um vírus produz milhares de cópias que carregam muitas mutações. Pode ocorrer que algumas cópias carreguem alterações genéticas pouco viáveis na continuidade de seu processo de expansão e terminem se extinguindo. Outras introduzem alterações inócuas. Aquelas que recebem alterações benéficas (para o vírus), úteis para derrotar ou se esconder dos mecanismos de defesa do organismo infectado, para resistir à drogas antivirais ou para se propagar mais rapidamente, prosperam. Pela seleção natural esses últimos vírus logo se tornam a maioria da população.

Vírus estão por toda parte

Os vírus estão por toda parte, seja em escavações profundas no solo, grãos de areia do deserto ou sob camadas de gelo antártico com quilômetros de espessuras. Quando novos lugares são investigados, novos vírus são encontrados.

Em 2009 um cientista conseguiu permissão para visitar a Caverna dos Cristais no México, um ambiente fechado, sem vida e isolado do mundo exterior por milhões de anos. Lá ele coletou água das câmaras internas para análise. Em cada gota de água da caverna ele encontrou duzentos milhões de vírus.

A bióloga americana Dana Willner, em 2009, fez um estudo para identificar vírus no corpo humano. Seus colaboradores coletaram muco resultado de tosse e escarro de dez pessoas, metade saudável e as demais doentes com fibrose cística. Do fluido Willner e sua equipe separaram fragmentos de DNA e os compararam em um bancos de dados com dezenas de milhões de genes conhecidos. Embora não esperassem encontrar vírus nas pessoas saudáveis eles descobriram que todas as pessoas carregam muitos tipos de vírus em seus pulmões, em média 174 espécies. Destas espécies 90% eram de vírus nunca antes detectados. Estima-se que apenas uma parte muito pequena dos vírus existentes no planeta foram encontrados.

Gripe, HPV, vírus marinhos