O que os morcegos podem nos ensinar sobre o desenvolvimento de imunidade ao COVID-19

O que os morcegos podem nos ensinar sobre o desenvolvimento de imunidade ao COVID-19

Os vírus adoram morcegos. Os mamíferos noturnos voadores são excelentes hospedeiros porque – assim como as pessoas – vivem em grupos grandes e densos; suas viagens aéreas espalham germes entre as populações; e sua longevidade permite que um vírus persista por anos em um animal individual.

A grande diferença é que o notável sistema imunológico dos morcegos doma e tolera muitos vírus, incluindo o coronavírus responsável pelo COVID-19, que causam estragos quando se espalham para os humanos.

“Devemos olhar o que os morcegos estão fazendo para controlar o vírus e emular isso de alguma forma”, disse Bernard Crespi, professor de biologia evolutiva da Simon Fraser University no Canadá, faz parte de um grupo crescente de cientistas que encontram pistas para a pandemia por meio da imunologia de morcegos.

A imunologia está no centro da investigação científica e médica do COVID-19. Todo esforço para explicar o curso extraordinariamente variado da doença, para tratá-la com medicamentos e preveni-la com vacinas, depende da compreensão de como o vírus supera o sistema imunológico humano – ou vice-versa.

No imaginário popular, “imunidade” significa resistência a uma doença, enquanto para os cientistas é algo muito mais matizado e complexo. Os imunologistas pensam nisso mais como uma questão de grau: quão rápida foi a resposta inicial de um indivíduo a um patógeno? As células da pessoa o reconheceram da exposição anterior e entraram em ação mais rapidamente? Quantos anticorpos ele produziu e eles foram os corretos?

Os coronavírus têm evoluído em morcegos há milhares ou milhões de anos. Eles se mudaram para as pessoas muito recentemente – talvez tão recentemente quanto no ano passado, no caso do SARS-CoV-2, o vírus responsável pelo COVID-19.

(Financial Times)

Um número maior de doenças zoonóticas perigosas se espalhou para os humanos a partir dos morcegos, geralmente por meio de um hospedeiro animal intermediário, do que de todos os outros mamíferos juntos. Esta lista de chamada de vírus viciosos inclui Ebola, Marburg e Nipah, bem como os coronavírus que causam SARS, MERS e agora COVID-19.

“Os vírus são muito mais virulentos quando se espalham para humanos a partir de morcegos do que de outros mamíferos”, disse Crespi. “No entanto, eles parecem fazer pouco mal aos próprios morcegos.”

Subvertendo defesas

A explicação está na forma como esses mamíferos voadores controlam as infecções. As maiores diferenças em relação a outros animais estão no “sistema imunológico inato”, a primeira linha de defesa contra patógenos invasores, disse Catherine Blish, imunologista viral da Universidade de Stanford. Em particular, os morcegos produzem grandes quantidades de interferons, moléculas que desempenham um papel fundamental na ativação da resposta imune mais ampla e na prevenção da replicação do vírus.

Coronavírus como o SARS-CoV-2 evoluíram para se espalhar e prosperar em morcegos subvertendo interferons, disse Crespi: “O vírus está realizando um ataque furtivo, desligando os sistemas que o corpo usa para mostrar que está infectado . ”

Os vírus derivados de morcegos também não são perturbados por outro aspecto da resposta inata humana – desenvolver uma febre para tornar o corpo menos hospitaleiro a germes.

“O incrível esforço de voar faz com que a temperatura corporal dos morcegos suba até febre alta duas vezes ao dia, algo a que os patógenos que co-evoluíram com morcegos por milênios se acostumaram”, disse Andrew Cunningham, vice-diretor de ciência da Zoological Society of London’s Institute of Zoology.

(Financial Times)

Pesquisas recentes sugerem que, em muitos pacientes com COVID-19 gravemente enfermos, o vírus faz com que suas respostas imunológicas sejam misturadas e, em seguida, enlouquecer. O corpo responde à infecção tarde demais, desencadeando uma enxurrada indiscriminada de interferons e outras moléculas de sinalização imunológica chamadas citocinas. Essa “tempestade de citocinas” ativa uma resposta inflamatória excessiva, inundando o paciente com anticorpos e células sanguíneas que destroem os tecidos humanos sem interromper a infecção.

Os interferões foram aclamados como potenciais “drogas maravilhosas” nas décadas de 1970 e 80. Eles não estão à altura dessa cobrança, embora sejam um importante tratamento para a esclerose múltipla. Mas alguns acreditam que seu papel na modulação do sistema imunológico pode ser importante na luta contra COVID-19.

A Synairgen, uma empresa subsidiária da Universidade de Southampton do Reino Unido, anunciou em 20 de julho que seu interferon beta inalado reduziu muito o risco de doença pulmonar grave em pacientes com COVID-19 que foram internados no hospital.

Stephen Holgate, co-fundador da Synairgen e professor de imunofarmacologia em Southampton, disse que o interferon parecia agir a tempo de prevenir o sistema imunológico dos pacientes de entrar em overdrive prejudicial. A empresa está realizando um segundo ensaio clínico para descobrir se a inalação precoce de interferon evitaria a hospitalização.

Resposta adaptativa

Quando a imunidade inata, a defesa inicial contra a infecção, está funcionando corretamente – como faz na maioria das pessoas infectadas com SARS-CoV-2 que desenvolvem sintomas leves ou nenhum sintoma da doença – o segundo estágio, a imunidade adaptativa, entra em ação após alguns dias.

A imunidade adaptativa é a parte do sistema que tem recebido mais atenção durante a pandemia. Inclui células T, células B e os anticorpos que elas produzem. Todos evoluíram para pesquisar e destruir antígenos específicos – moléculas de proteína em patógenos invasores – e lembre-se deles em caso de infecção futura.

Enquanto o sistema imunológico adaptativo está em funcionamento, as células mensageiras e produtos químicos correm para áreas do corpo onde essas células sanguíneas especializadas são armazenadas e os avisam sobre a chegada de um vírus. Algumas dessas células já podem estar programadas para atacar o vírus e, se estiverem presentes, irão se reproduzir rapidamente e lançar uma ofensiva.

(Financial Times)

Danny Altmann, professor de imunologia no Imperial College London, disse que COVID-19 produziu um alto nível de interesse público em seu campo de imunidade adaptativa. Apenas o surgimento da AIDS se aproximou na década de 1980.

As partes das células T e B que reconhecem os antígenos e se agarram ao vírus são seus receptores.

“Fizemos um investimento genético fenomenal para sermos capazes de produzir um grande número de diferentes receptores para o reconhecimento de diferentes patógenos”, disse Altmann.

Os cientistas estão começando a estudar a diversidade quase milagrosa de células do sistema imunológico geradas por um processo de recombinação genética chamado V (D) J, em que o corpo une três componentes para fazer receptores que podem atacar novos patógenos.

Isso pode produzir bilhões de receptores de formatos diferentes. É provável que cada indivíduo tenha entre 10 milhões e 100 milhões de células T e B diferentes, dependendo da condição do sistema imunológico e de quantos antígenos a pessoa encontrou ao longo da vida.

“Quando você está exposto a um vírus, seu sistema imunológico seleciona os arranjos que podem lidar melhor com a infecção, copia-os e expande esses clones muito rapidamente ”, disse Felix Breden, geneticista da Universidade Simon Fraser do Canadá.

Ele é gerente científico do iReceptor, um consórcio internacional financiado pela UE e pelo Canadá que está construindo um banco de dados genético de receptores de células imunes de pacientes com COVID-19. Já contém 200 milhões de sequências de DNA fornecidas por sete equipes de pesquisa em vários países.

Adaptive Biotechnologies, uma empresa com sede em Seattle, desenvolveu um banco de dados aberto semelhante em parceria com a Microsoft, chamado ImmuneCode, que tem mapearam a resposta de células T de 1.000 pacientes COVID-19 para antígenos específicos no SARS-CoV-2.

“Olhando para a resposta ao SARS-CoV-2, você encontra o que chamamos de receptores ‘públicos’, com sequências genéticas compartilhadas por muitas pessoas, e ‘privadas’ que são vistas com pouca frequência”, disse Lance Baldo, chefe médico oficial da Adaptive Biotechnologies.

“Estamos começando a ver padrões nos dados”, acrescentou Baldo. “O compartilhamento de dados irá acelerar muito a pesquisa em terapêuticas e vacinas anti-COVID. Se você está desenvolvendo uma vacina, deseja que ela produza células do sistema imunológico com sequências genéticas que aparecem no maior número possível de pacientes COVID-19. ”

Em um indivíduo infectado,“ leva tempo para construir a divisão das células B e T e a produção de anticorpos ”, disse Altmann. “Para atingir a resposta imunológica completa ao COVID-19, você precisa chegar ao dia 11 ou 12 após a infecção.”

Mais exposição

Depois disso, a grande questão é por quanto tempo a resposta imunológica irá proteger contra uma maior exposição ao vírus. Após vários relatos não confirmados de reinfecção com SARS-CoV-2, o primeiro caso confirmado foi publicado no mês passado por pesquisadores da Universidade de Hong Kong.

Um homem de 33 anos que foi hospitalizado com sintomas moderados de COVID-19 em março em Hong Kong testou positivo novamente em agosto, quando ele foi examinado no aeroporto ao retornar de uma viagem à Espanha. Os cientistas provaram que ele havia sido reinfectado, em vez de o coronavírus permanecer em seu corpo, tirando impressões digitais genéticas em cada ocasião. Eles mostraram que o segundo vírus tinha 24 diferenças em relação ao primeiro – mais do que poderia ter ocorrido por meio de mutações enquanto permanecia dentro de um indivíduo.

Os imunologistas não ficaram surpresos com as notícias de reinfecção e esperam que novos casos sejam confirmado nos próximos meses. Eles foram tranquilizados de que o homem não apresentou sintomas da doença na segunda ocasião, sugerindo que seu sistema imunológico – iniciado pela primeira infecção – controlou o vírus com mais sucesso quando o encontrou novamente.

pode nem mesmo ser necessário ter encontrado o SARS-CoV-2 para que o sistema imune adaptativo ofereça alguma proteção contra o COVID-19. “Uma das maiores surpresas é que parece haver algumas respostas de células T de memória em pessoas que nunca foram infectadas com SARS-CoV-2”, disse Jennifer Juno, imunologista viral da Universidade de Melbourne.

Esta “reatividade cruzada” ocorre porque coronavírus relacionados, que têm circulado nas pessoas por séculos ou milênios e muito raramente causam doenças piores do que um resfriado comum, são semelhantes o suficiente para reconhecer a SARS-CoV-2. Mas ainda não há evidências suficientes para avaliar a extensão da reatividade cruzada em populações em todo o mundo ou a extensão em que eles podem proteger contra COVID-19.

Mudanças genéticas

As vacinas são, obviamente, uma forma muito mais sistemática e deliberada de prevenir a doença de um vírus que nunca foi encontrado antes. Muitas empresas e países estão correndo para desenvolver vacinas COVID-19, a um custo total de bilhões de dólares, e dezenas estão em vários estágios de testes clínicos, embora nenhum tenha ido longe o suficiente para fornecer evidências claras de segurança e eficácia.

Uma vacina bem projetada pode fornecer melhor imunidade do que a infecção natural com o vírus, dizem os imunologistas, mas a primeira geração de vacinas COVID-19 pode ser boa o suficiente apenas para melhorar os sintomas, em vez de prevenir a infecção por completo .

Enquanto isso, o SARS-CoV-2 está evoluindo à medida que se espalha por meio de seus novos hospedeiros: os humanos. Os coronavírus sofrem mutação mais lentamente do que a gripe, mas mais rápido do que muitos outros vírus.

Os cientistas estão observando algumas mudanças genéticas, particularmente na “proteína do pico” que o SARS-CoV-2 usa para entrar nas células humanas, o que pode torná-lo mais infeccioso e, ao mesmo tempo, mais fácil para o sistema imunológico reconhecer e combater . Mas nenhum transformou a natureza do vírus.

Quando um vírus cruza a barreira das espécies, há uma forte pressão darwiniana para se adaptar ao seu novo ambiente. A teoria evolucionária sugere que os vírus não querem matar seus hospedeiros, mas se espalhar através deles da forma mais eficiente possível, causando poucos danos, disse Gavin Screaton, chefe de ciências médicas da Universidade de Oxford.

“ No longo prazo, eles podem se adaptar ao hospedeiro e se tornar menos infecciosos ”, disse ele. Os quatro coronavírus que hoje causam sintomas semelhantes aos do resfriado podem ter sido patógenos mais virulentos quando se mudaram para humanos – dois de morcegos; dois de roedores.

Peter Openshaw, professor de medicina experimental no Imperial College London, disse que há muita especulação científica sobre se o SARS-CoV-2 irá “enfraquecer e se atenuar em algo como o resfriado comum. ”

Aconteça o que acontecer, acrescentou ele, “temos uma oportunidade incrível de assistir em tempo real como um vírus evolui depois que saltou de espécie”.

Os imunologistas aprenderão lições valiosas com COVID-19 para a próxima pandemia inevitável após o salto de um vírus letal de um morcego (ou rato) para os humanos.

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