Paleovirologia, o estudo dos vestígios de vírus antigos

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Hoje em dia os vírus são celebridades. Gripe A, gripe das aves, SIDA, herpes, Ébola, febre hemorrágica, hepatite, vários tipos de cancro… parece que a lista de maleitas causadas por estas entidades não tem fim. Por outro lado, alguns vírus guardados no nosso corpo, e transformados em parte integrante da nossa informação genética, podem ser muito importantes para o funcionamento do nosso sistema reprodutor e na defesa contra outros vírus. Estas são algumas das maneiras pelas quais os vírus afectaram a nossa evolução (e nós a deles) ao longo do tempo, e é este o objectivo de estudo da paleovirologia.

Embora tão badalados, para a maioria das pessoas a palavra “vírus” remete para um conceito abstracto, algo que faz mal e causa doenças. É por isso necessário perceber o que eles são na realidade. Um vírus é uma entidade natural na fronteira entre o mundo vivo e o não-vivo: demasiado simples para estar vivo, demasiado complexo para não o estar, e isto causa rios de debates entre biólogos. Debates à parte, os vírus são constituídos geralmente por uma porção de informação genética (DNA ou RNA) envolta numa cápsula de proteínas, e por vezes numa membrana adicional de lípidos.

Ciclo de vida de um vírus, neste caso o HIV-1, um dos causadores da SIDA - Fonte: Carsten Münke e Nathaniel R. Landau (http://www.currentprotocols.com/protocol/ph1205)

A verdadeira excelência dos vírus está na sua capacidade de replicação. Após entrar em contacto com a célula hospedeira, o vírus (ou apenas o seu material genético) é inserido na célula, controlando a sua maquinaria celular de forma a criar mais cópias do genoma viral e de proteínas da cápsula. Estes elementos reúnem-se depois para formar novas réplicas do vírus, que saem da célula prontas para infectar novas células.

Em alguns vírus, os retrovírus (como é o caso do HIV), o controlo da célula passa pela integração do seu material genético no genoma do hospedeiro; se isto acontecer numa célula reprodutiva, há possibilidade de o vírus transformar-se de forma definitiva num fragmento do genoma que é passado para as gerações seguintes. Por muito estranho que isto posso parecer, na realidade 8% do genoma humano é constituído por DNA viral que se tornou endógeno. Isto inclui um grande número de vírus que foram sucessiva e independentemente, ao longo da nossa evolução e de muitas gerações, ficando “aprisionados” no nosso “manual de instruções”.

Estes vírus endógenos são a principal maneira que os virologistas têm para estudar vírus antigos. No entanto, a maioria deles não chega a integrar células da linha germinativa, por isso a maioria dos vírus antigos não deixa registos que possamos estudar. Uma maneira de contornar isto é estudar vírus que andam a evoluir em conjunto com os seus hospedeiros. Peguemos no exemplo dos espumaretrovírus, cuja árvore evolutiva corresponde de forma muito próxima à dos primatas – ao estudar as diferentes estirpes destes vírus e a sua relação evolutiva podemos ter indicações sobre como seriam os seus antepassados. No entanto, este é um dos poucos casos em que isto pode ser feito com sucesso – muitas vezes o rápido ritmo evolutivo dos vírus apaga vestígios da sua forma antiga.

O vírus causador da Gripe A, o H1N1, causou histeria o ano passado - Fonte: CDC (Centers for Disease Control and Prevention)

Uma técnica indirecta é estudar a evolução dos genes que conferem resistência aos vírus. Os produtos destes genes são utilizados no combate aos vírus, e quando os vírus evoluem para tentar contornar a resistência, os genes tendem a evoluir também, funcionando por isso como uma boa reflexão do processo evolutivo dos vírus. Geralmente a resposta a uma infecção viral depende da actuação concertada de vários genes diferentes, por isso esta análise tem que ser feita com cuidado, não deixando no entanto de ser válida.

Isto pode até ajudar a descobrir a existência de vírus já extintos. Por exemplo, a proteína antiviral TRIM5 sofreu um número significativo de mudanças desde que divergimos do antepassado comum que temos com os chimpanzés. Isto significa que haveria um vírus que esteve em coevolução com a nossa linhagem mas que entretanto se extinguiu. Curiosamente, nos chimpanzés, a TRIM5 ajuda na protecção contra o equivalente do HIV, o SIV, embora já não tenha essa capacidade na nossa espécie.

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Referências

– Dimmock N.J; Easton A. J. & Leppard K. N. (2007). Introduction to modern virology. 6th edition. Blackwell Publishing Ltd.USA

Emerman M, & Malik HS (2010). Paleovirology–modern consequences of ancient viruses. PLoS biology, 8 (2) PMID: 20161719 (link)

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