Não é por acaso que alguns dos piores surtos de doenças virais nos últimos anos – SARS, MERS, Ebola, Marburg e provavelmente o recém-chegado 2019 -nCoV vírus – se originaram em morcegos.
Um novo estudo da Universidade da Califórnia, Berkeley, descobriu que a feroz resposta imune dos morcegos aos vírus pode levar os vírus a se replicarem mais rapidamente, de modo que, quando pulam para mamíferos com sistemas imunológicos comuns, como seres humanos, os vírus causam estragos mortais.
Foi demonstrado que alguns morcegos – incluindo aqueles conhecidos por serem a fonte original de infecções humanas – hospedam sistemas imunológicos que são perpetuamente preparados para montar defesas contra vírus. A infecção viral nesses morcegos leva a uma resposta rápida que mura o vírus para fora das células. Embora isso possa proteger os morcegos de serem infectados com altas cargas virais, incentiva esses vírus a se reproduzirem mais rapidamente em um host antes que uma defesa possa ser montada.
Isso faz dos morcegos um reservatório exclusivo de vírus de rápida reprodução e altamente transmissíveis. Enquanto os morcegos podem tolerar vírus como esses, quando esses vírus se movem para animais que não possuem um sistema imunológico de resposta rápida, os vírus rapidamente sobrecarregam seus novos hospedeiros, levando a altas taxas de mortalidade.
“Alguns morcegos são capazes de montar essa resposta antiviral robusta, mas também a equilibram com uma resposta anti-inflamatória”, disse Cara Brook, bolsista de pós-doutorado na Universidade de Berkeley e autor do estudo. “Nosso sistema imunológico geraria inflamação generalizada se tentasse essa mesma estratégia antiviral. Mas os morcegos parecem ser adequados para evitar a ameaça da imunopatologia”.
Os pesquisadores observam que perturbar o habitat dos morcegos parece estressar os animais e os faz lançar ainda mais vírus em sua saliva, urina e fezes que podem infectar outros animais.
“Ameaças ambientais elevadas aos morcegos podem aumentar a ameaça de zoonose”, disse Brook, que trabalha com um programa de monitoramento de morcegos financiado pela DARPA (Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA) que está atualmente em andamento em Madagascar, Bangladesh, Gana e Austrália. O projeto, Bat One Health, explora a ligação entre a perda de habitat de morcegos e a propagação de vírus de morcegos em outros animais e seres humanos.
“O ponto principal é que os morcegos são potencialmente especiais quando se trata de hospedar vírus”, disse Mike Boots, ecologista de doenças e professor de biologia integrativa da UC Berkeley. “Não é aleatório que muitos desses vírus sejam provenientes de morcegos. Os morcegos nem sequer estão intimamente relacionados a nós, portanto, não esperamos que eles hospedem muitos vírus humanos. Mas este trabalho demonstra como o sistema imunológico dos morcegos pode levar à virulência. que supera isso. “
O novo estudo de Brook, Boots e seus colegas foi publicado este mês na revista eLife .
Boots e o colega da UC Berkeley, Wayne Getz, estão entre os 23 co-autores chineses e americanos de um artigo publicado na semana passada na revista EcoHealth que defende uma melhor colaboração entre cientistas americanos e chineses que estão focados na ecologia de doenças e infecções emergentes.
Vôos vigorosos levam a uma vida útil mais longa – e talvez tolerância viral
Como o único mamífero voador, os morcegos elevam suas taxas metabólicas em vôo a um nível que dobra o alcançado por roedores de tamanho semelhante ao correr.
Geralmente, atividade física vigorosa e altas taxas metabólicas levam a danos mais altos nos tecidos devido ao acúmulo de moléculas reativas, principalmente radicais livres. Mas, para permitir o vôo, os morcegos parecem ter desenvolvido mecanismos fisiológicos para limpar eficientemente essas moléculas destrutivas.
Isso tem o benefício colateral de limpar eficientemente as moléculas prejudiciais produzidas pela inflamação de qualquer causa, o que pode explicar a vida útil excepcionalmente longa dos morcegos. Animais menores, com batimentos cardíacos e metabolismo mais rápidos, geralmente têm vida útil mais curta do que animais maiores, com batimentos cardíacos mais lentos e metabolismo mais lento, provavelmente porque o metabolismo alto leva a radicais livres mais destrutivos. Mas os morcegos são únicos em ter uma vida útil muito maior do que outros mamíferos do mesmo tamanho: alguns morcegos podem viver 40 anos, enquanto um roedor do mesmo tamanho pode viver dois anos.
Essa rápida redução da inflamação também pode ter outra vantagem: reduzir a inflamação relacionada à resposta imune antiviral. Um truque essencial do sistema imunológico de muitos morcegos é a liberação de uma molécula sinalizadora chamada interferon-alfa, que diz a outras células para “equipar as estações de batalha” antes que o vírus invada.
Brook estava curiosa para saber como a rápida resposta imune dos morcegos afeta a evolução dos vírus que eles hospedam, então ela conduziu experimentos em células cultivadas de dois morcegos e, como controle, de um macaco. Um morcego, o morcego egípcio (Rousettus aegyptiacus), um hospedeiro natural do vírus Marburg, requer um ataque viral direto antes de transcrever seu gene interferon-alfa para inundar o corpo com interferon. Essa técnica é um pouco mais lenta que a da raposa-voadora australiana (Pteropus alecto), um reservatório do vírus Hendra, que é preparado para combater infecções por vírus com RNA interferon-alfa que é transcrito e pronto para se transformar em proteína. A linha celular do macaco verde africano (Vero) não produz interferon.
Quando desafiados por vírus que imitam o Ebola e Marburg, as diferentes respostas dessas linhas celulares foram impressionantes. Enquanto a linhagem verde dos macacos foi rapidamente dominada e eliminada pelos vírus, um subconjunto das células do bastão rousette isolou-se com sucesso da infecção viral, graças ao aviso prévio do interferon.
Nas células de raposa voadora negra australiana, a resposta imune foi ainda mais bem-sucedida, com a infecção viral diminuindo substancialmente sobre a da linhagem celular de rousette. Além disso, essas respostas ao interferon de morcego pareciam permitir que as infecções durassem mais.
“Pense nos vírus de uma monocamada celular como um fogo queimando através de uma floresta. Algumas comunidades – células – têm cobertores de emergência, e o fogo é lavado sem prejudicá-los, mas no final do dia você ainda tem brasas em brasa. sistema – ainda existem algumas células virais “, afirmou Brook. As comunidades sobreviventes de células podem se reproduzir, fornecendo novos alvos para o vírus e criando uma infecção fumegante que persiste por toda a vida útil do morcego.
Brook e Boots criaram um modelo simples do sistema imunológico dos morcegos para recriar seus experimentos em um computador.
“Isso sugere que ter um sistema de interferon realmente robusto ajudaria esses vírus a persistir dentro do host”, afirmou Brook. “Quando você tem uma resposta imunológica mais alta, obtém essas células protegidas contra infecções, para que o vírus possa aumentar sua taxa de replicação sem causar danos ao hospedeiro. Mas quando ele se espalha para algo como um humano, nós não ‘ não temos o mesmo tipo de mecanismo antiviral e poderíamos experimentar muita patologia “.
Os pesquisadores observaram que muitos dos vírus morcegos saltam para os seres humanos através de um intermediário animal. A SARS chegou aos humanos através da civeta da palma asiática; MERS via camelos; Ebola através de gorilas e chimpanzés; Nipah via porcos; Hendra através de cavalos e Marburg através de macacos verdes africanos. No entanto, esses vírus ainda permanecem extremamente virulentos e mortais ao dar o salto final nos seres humanos.
Brook e Boots estão projetando um modelo mais formal de evolução da doença em morcegos , a fim de entender melhor a disseminação de vírus em outros animais e humanos.
“É realmente importante entender a trajetória de uma infecção para prever a emergência, a disseminação e a transmissão”, afirmou Brook.
