s
o
t
n
e
im
c
e
h
n
o
C
s
u
e
s
e
t
Tes
cnologias
suas Te
Ciências da Natureza e
Prof. Douglas Gomes
10
O genoma de quase todos os vírus
de DNA é constituído por DNA de fi
ta dupla, semelhante ao genoma das
células que infectam.
HUMANOS E VÍRUS: UMA UNIÃO
DURADOURA
Texto I
O estudo da evolução humana tem priorizado os ancestrais
hominídeos e desconsiderado os outros organismos que se
desenvolveram no mesmo ambiente que a espécie humana.
Espécies usadas na alimentação, espécies predadoras e
agentes causadores de doenças desempenharam funções
importantes na evolução humana. Como causa significativa
de mortalidade e morbidade (enfermidade) e graças à sua capacidade de atuar como parasitas genéticos moleculares, os
vírus ocupam uma posição estratégica na evolução de seus
hospedeiros.
Já faz algumas décadas que a luta contra as doenças infecciosas vem sendo considerada um importante processo
evolutivo. Uma doença que mata ou diminui a fertilidade de
determinada espécie pode ser considerada um agente seletivo. Ela pode trazer vantagens ou desvantagens para uma
espécie em competição com outras. A maioria das espécies
apresenta diversidade genética para a formação de anticorpos que atuam na resistência a doenças. Considerando-se a
velocidade com que novos patógenos se desenvolvem (em
geral muito mais rápido que as defesas do hospedeiro), é interessante que o hospedeiro possua diversidade genética e
elevada taxa de mutação nos lócus gênicos relacionados à
resistência a doenças. Os vírus podem afetar também a evolução de seus hospedeiros, interagindo diretamente com seu
DNA. Devido à sua simplicidade estrutural e sua dependência
da maquinaria de replicação e transcrição da célula hospedeira, os vírus atuam como parasitas genéticos moleculares,
podendo alterar o genoma do hospedeiro.
Os vírus animais são agrupados em famílias, de acordo
com a natureza de seu genoma viral: existem vírus de DNA
de fita dupla, vírus de DNA de fita simples, vírus de RNA de
fita dupla, vírus de RNA de fita simples. Os últimos, de acordo
com sua estratégia de replicação, podem ser de fita positiva
ou de fita negativa (retrovírus).
O genoma de quase todos os vírus de DNA é constituído
por DNA de fi ta dupla, semelhante ao genoma das células
que infectam. Essa similaridade em estrutura e replicação
propicia a esses vírus de DNA uma relação molecular muito
íntima com o genoma de seus hospedeiros, ao qual são capazes de se integrar, sendo passados para a próxima geração
como se fossem uma característica mendeliana. Comparados
com os vírus de RNA, os vírus de DNA tendem a infectar tipos
específi cos de células de uma única espécie hospedeira. Muitos vírus de DNA adotam a persistência como estratégia de
vida, o que resulta em infecções crônicas e latentes do hospedeiro com longos períodos de inatividade do vírus e também
em sua capacidade de se manter em pequenas populações
de hospedeiros por períodos prolongados. Os vírus de DNA
tendem, portanto, a ser mais estáveis que os vírus de RNA.
Os primeiros hominídeos, provavelmente, já transportavam vários tipos de vírus de DNA, que se diversificaram e migraram juntamente com a população humana. As filogenias
desses grupos de vírus coincidem com as relações evolutivas
de seus hospedeiros primatas, indicando um padrão de coevolução.
O genoma de aproximadamente 70% dos vírus que infectam animais se apresenta na forma de RNA. O processo de
replicação desses vírus é mais propenso a erros, com elevadas
taxas de substituição de nucleotídeos (de 10 a 100 mil vezes
maior que as dos vírus de DNA e genoma celular) pelas enzimas virais, que tipicamente não possuem sistema de reparo
(detecção do nucleotídeo emparelhado de forma incorreta
e substituição pelo nucleotídeo correto). Desse modo, os vírus de RNA possuem elevada taxa de mutação, o que lhes
confere incrível capacidade de se adaptar a novos hospedeiros e de aumentar sua virulência. Os vírus de RNA são menos
específicos em relação ao hospedeiro que os vírus de DNA
e podem se transmitir facilmente entre diferentes espécies
animais: quase todas as zoonoses virais (doenças transmitidas
por qualquer animal para o ser humano) e vírus emergentes
são vírus de RNA.
Apesar de alguns vírus de RNA causarem infecções inaparentes em hospedeiros que são seus reservatórios naturais, a
maioria realiza ciclos contínuos de replicação e montagem de
novos vírus, que afetam o hospedeiro.
A maioria dos vírus de RNA que afeta humanos foi adquirida mais recentemente, durante o Período Neolítico, há
1
aproximadamente 10 mil anos, quando os seres humanos e
os animais domésticos entraram em contato mais íntimo, e
os excedentes agrícolas e a diminuição da vida nômade atraíram os roedores transportadores de doenças.
Os retrovírus são vírus de RNA, e esse ácido nucleico é
transcrito de forma reversa por uma enzima do próprio vírus, chamada transcriptase reversa. Com isso, gera-se uma
cópia de DNA a partir do RNA. Essa cópia, chamada provírus,
incorpora-se ao DNA nuclear da célula hospedeira e pode ser
transcrita em moléculas de RNA. Estas passam para o citoplasma, onde comandam a síntese de proteínas virais, gerando muitos novos vírus. As taxas de mutação dos retrovírus são
ainda maiores que as dos demais vírus de RNA.
O provírus inserido no genoma celular pode ser replicado
pela DNA polimerase da célula hospedeira com taxa de erro
muito menor. Integrados ao genoma hospedeiro, esses vírus
escapam igualmente da detecção pelo sistema imunológico,
tornando-se semelhantes aos vírus de DNA. Os retrovírus que
tendem a se integrar ao genoma, como o vírus dos linfócitos
T humanos (HTLV), são caracterizados por menores taxas de
mutação e menor diversidade de sequência nucleotídica, enquanto os retrovírus que produzem ciclos contínuos de replicação, como o vírus da imunodeficiência humana (HIV), apresentam populações geneticamente mais diversas e taxas de
mutação mais rápidas. Estima-se que exista um nucleotídeo
diferente no genoma do HIV para cada ser humano infectado.
Os provírus integrados ao genoma do hospedeiro, conhecidos como retrovírus endógenos e que perderam a capacidade de produzir partículas infecciosas, tiveram suas sequências nucleotídicas multiplicadas e inseridas em vários pontos
do genoma hospedeiro. Estima-se que 8% do genoma humano seja constituído por sequências de retrovírus endógenos.
Dada sua habilidade em se inserir em regiões adjacentes
aos lócus gênicos, os retrovírus endógenos humanos podem
ter afetado diretamente a expressão gênica do hospedeiro e
participado do processo evolutivo humano.
ambas orquestradas pelos leucócitos presentes no sangue:
1. A resposta humoral, comandada pelos linfócitos B, que
atua sobre os patógenos e antígenos extracelulares. Essas
células secretam moléculas de anticorpos, que se unem aos
agentes infecciosos, neutralizando-os ou carimbando-os para
serem destruídos por outras células do sistema imunitário.
2. Outro ataque é liderado pelos linfócitos T assassinos. As
células infectadas mostram, sobre a superfície celular, partes
das proteínas sintetizadas pelo DNA do patógeno como se
fossem bandeiras, sinalizando para os linfócitos T que estão
infectadas. Esses linfócitos destroem então as células e, por
tabela, os invasores intracelulares.
Além da eliminação dos invasores, a ativação do sistema
imunitário contra um patógeno específico leva à criação das
células de memória, que podem atacar e destruir o mesmo
patógeno no futuro.
A constituição e a duração da imunização proporcionada
pelas vacinas tradicionais variam. Aquelas baseadas em patógenos mortos (raiva, gripe e hepatite A) ou em antígenos
isolados dos patógenos (tétano, difteria e hepatite B) ativam
somente a resposta humoral primária, e não as células T assassinas. Essas respostas são insuficientes contra muitos dos
microrganismos que invadem as células posteriormente.
Além disso, a proteção conferida por essas vacinas diminui
gradualmente ao longo do tempo, tornando-se necessária a
aplicação de reforços periódicos.
As vacinas constituídas por vírus atenuados preservam os
mecanismos de que os vírus dispõem para se ligar às células
hospedeiras, introduzir seu material genético e comandar a
síntese de proteínas virais, ou de antígenos, que serão mostrados pelas células infectadas. Dessa maneira, essas vacinas
estimulam o ataque pelos linfócitos T assassinos e pelos anticorpos sintetizados pelos linfócitos B. Essa dupla atividade é
essencial para o bloqueio da infecção viral e para assegurar a
imunidade. Além disso, essas vacinas (como as do sarampo,
catapora, rubéola, caxumba e pólio) frequentemente conferem imunidade para o resto da vida. Por isso, são consideradas o padrão ouro das vacinas existentes.
Mas as vacinas com o patógeno atenuado também podem causar problemas. Elas podem gerar a doença em pessoas cujo sistema imunitário se encontre comprometido,
como pacientes com câncer em tratamento quimioterápico,
portadores do vírus HIV e idosos. Esses indivíduos também
podem contrair doenças de pessoas saudáveis, vacinadas recentemente. Além disso, os vírus enfraquecidos podem sofrer mutações e restaurar a virulência. Essas vacinas também
podem conter contaminantes, que são subprodutos indesejáveis do processo de fabricação, capazes de disparar no
organismo reações alérgicas e outras reações inconvenientes.
As vacinas genéticas são completamente diferentes das
vacinas tradicionais. As mais estudadas consistem de plasmídeos, que são pequenas moléculas circulares de DNA encontradas no citoplasma bacteriano mas incapazes de produzir
uma infecção. Os plasmídeos usados na imunização são alterados para transportar genes específicos para um ou mais
antígenos (proteínas) de um patógeno selecionado. Elas são
aplicadas por meio de injeções intramusculares ou por um
Traduzido e adaptado por Sônia Lopes e Luciano Luna Rodrigues, em dezembro
de 2004, do artigo “Role of Viruses in Human Evolution”, de Linda M. Van Blerkon,
publicado no Yearbook of Physical Anthropology, v. 46, p. 14-46, 2003.
VACINAS GENÉTICAS
Texto II
As vacinas tradicionais consistem principalmente de agentes
causadores de doenças (patógenos) mortos ou enfraquecidos, ou de fragmentos ou toxinas desses patógenos.
O principal objetivo das vacinas é preparar o sistema
imunitário para combater vírus, bactérias ou outros parasitas
perigosos o mais rápido possível, antes que esses patógenos
ganhem uma base segura dentro do organismo. As vacinas
conseguem esse efeito, fazendo o sistema imunitário se comportar como se o corpo estivesse sendo invadido por um patógeno, o que o leva a produzir anticorpos para combater os
invasores.
Numa infecção real, o sistema imunitário responde à
presença dos antígenos – substâncias estranhas ao corpo –,
representados por proteínas ou polissacarídeos produzidos
pelo patógeno.
Duas respostas podem ocorrer por parte do organismo,
2
mecanismo conhecido como revólver genético, que consiste
em colocar os plasmídeos dentro de microesferas de ouro e
dispará-las contra a pele do paciente, utilizando para isso um
disparador de alta pressão.
Uma vez dentro das células, alguns plasmídeos conseguem penetrar no núcleo, onde os genes que codificam os
antígenos são transcritos em moléculas de RNA mensageiro, as quais são subsequentemente traduzidas em proteínas
antigênicas no citoplasma. Os antígenos são anunciados ao
sistema imunitário de dois modos: eles podem simplesmente
deixar a célula, ou podem ser quebrados em fragmentos e
acoplados às proteínas do complexo de histocompatibilidade (MHC). Quando acoplados, migram até a membrana celular e expõem esses fragmentos do lado externo das células,
facilitando a atuação das outras células do sistema imunitário.
Com todas essas características, as vacinas de DNA, quando desenvolvidas para serem utilizadas em pessoas, preservarão todos os aspectos positivos das vacinas existentes e evitarão seus riscos. Além do mais, não poderão causar infecções,
pois não possuem os genes necessários para a replicação do
patógeno. Podem ainda – o que constitui uma vantagem
– ser produzidas em grandes quantidades, utilizando a tecnologia do DNA recombinante, o que diminui os custos da
produção. Também podem ser construídas para transportar
genes de diferentes linhagens de vírus e bactérias, fornecendo imunidade contra vários patógenos ao mesmo tempo.
Além de tudo, os genes transferidos por essas vacinas resultam em antígenos específicos, contra os quais a resposta
imunológica é desejada, resultando numa resposta imunitária mais específica por parte do organismo.
Alguns pesquisadores estão testando vacinas compostas
de RNA. A vantagem desse tipo de vacina seria a velocidade,
pois, uma vez dentro das células, o RNA seria rapidamente traduzido em proteínas antigênicas. Entretanto, a molécula de
RNA é menos estável que a de DNA, uma característica que
pode dificultar a produção e a distribuição dessas vacinas.
A ideia de que genes poderiam atuar como vacinas surgiu
nas décadas de 1950/60, quando se constatou que a entrada de genes estranhos em células animais poderia disparar a
síntese de proteínas codificadas pelos genes invasores, bem
como a síntese de anticorpos contra essas proteínas estranhas. Entre as décadas de 1970/80, tentando desenvolver a
terapia gênica (a substituição de genes defeituosos por genes normais), os cientistas notaram que as proteínas sintetizadas pelos genes terapêuticos introduzidos em determinadas
células eram destruídas pelo corpo do animal. Isso acontecia
por uma razão muito simples: reação imunitária a proteínas
desconhecidas.
Foi a partir de 1990 que os pesquisadores começaram a
investigar se a resposta imunitária indesejável para os genes
terapêuticos não poderia ser usada na vacinação e se as vacinas de DNA não poderiam estimular o sistema imunológico
de roedores e primatas a produzir linfócitos B e T contra patógenos diferentes.
O primeiro teste em humanos foi realizado em 1995,
quando plasmídeos contendo genes do HIV foram inoculados em portadores do vírus. Poucos resultados conclusivos
foram obtidos até o momento. Algumas dúvidas precisam ser
respondidas a respeito das vacinas de DNA quanto à toxicidade dos plasmídeos em relação às células ou se esse DNA
estranho pode levar a uma resposta imunológica dirigida ao
próprio DNA.
Texto traduzido e adaptado por Sônia Lopes e Luciano Luna Rodrigues, em dezembro
de 2004, a partir do artigo “Genetic Vaccines”, escrito por David B. Weiner e Ronald C.
Kennedy e publicado na Revista Scientific American, v. 281, p. 34-41, 1999.
VERSÃO FRANCESA DA DIETA DA
PROTEÍNA QUER GANHAR OS EUA
Texto III
Pierre Dukan já foi descrito como o “Dr. Atkins francês”.
Milhões já experimentaram seu método, que promete
perda de peso imediata e manutenção vitalícia, sem fome
nem contagem de calorias.
O livro dele vendeu 3,5 milhões de cópias em francês e foi
traduzido em 14 línguas. No próximo mês, será lançado nos
Estados Unidos, como “The Dukan Diet”.
A obra será promovida com uma campanha nacional de
imprensa, rádio e TV, além de Facebook e Twitter.
A dieta ganhou presença tão grande na cultura francesa
que qualquer figura pública que tenha perdido peso é rotulada de “dukannista”.
No Reino Unido, a imprensa relata que Carole Middleton,
mãe da futura princesa Kate, aderiu à dieta por causa do casamento, em abril.
Críticos veem a dieta Dukan como uma versão requentada da dieta Atkins: um método simples, centrado nas proteínas, que divide os alimentos em categorias boas e más e se
baseia em afirmações de um médico cheio de entusiasmo,
mas com pouca base científica.
A dieta tem quatro fases. Na primeira, a pessoa come alimentos ricos em proteínas e livres de gorduras na quantidade que quiser, incluindo farelo de aveia.
Na segunda fase, são introduzidos legumes e verduras; a
terceira acrescenta duas fatias de pão, uma porção de queijo
e frutas, duas porções de carboidratos e refeições semanais
de “comemoração”, com vinho e sobremesa (a dieta é francesa, afinal).
Na fase final, são seis dias por semana de “vale tudo” e um
dia de retorno à fase um, de proteínas apenas – pelo resto de
sua vida.
A Associação Dietética Britânica tachou a dieta como uma
das cinco piores de 2011.
Michele Fitoussi, colunista da Revista Elle, comentou: “É
claro que você perde peso. Você fica tão entediado comendo
apenas fatias de peru e imitação de caranguejo que perde o
desejo de comer.” A pesquisadora Chloe Chateu, que trabalha
para um site francês, experimentou o regime quando voltou
para casa mais pesada, após um ano no Reino Unido. Ela diz
ter perdido 6,3kg em menos de três semanas, mas recuperou
parte do peso e pretende fazer a dieta outra vez, apesar de ter
um problema renal e enxaquecas.
http://www1.folha.uol.com.br/equilibrioesaude/891796-versao-francesa-da-dieta-daproteina-quer-ganhar-os-eua.shtml.
21/03/2011 – 14h56.
3
Exercitando para o Enem
04.De acordo com o texto II e com seus conhecimentos, marque a
opção correta.
a) As vacinas com partículas virais são mais eficazes que as com vírus
atenuados, pois enquanto aquelas ativam os linfócitos-B, essas
ativam somente os linfócitos-T.
b) A técnica aplicada para introduzir os plasmídeos no interior das células é denominada de biobalística, sendo mais eficaz nas células
com parede celular.
c) Os plasmídeos são DNAs circulares extraídos do nucleoide bacteriano, que geralmente possuem genes de resistência a antibióticos.
d) Uma grande vantagem das vacinas genômicas é o fato de promoverem a ativação da resposta celular via linfócito-T, garantindo uma resposta mais eficaz pelo sistema imune.
e) As vacinas gênicas ainda precisam de melhoramentos, pelo fato
de que, em alguns casos, ocorrem no interior das células do paciente replicação do patógeno.
01. De acordo com a análise do texto I e de seus conhecimentos,
marque a opção correta.
a) O processo de evolução humana deve ser encarado apenas do
ponto de vista das mudanças morfofisiológicas dos hominídeos
ao longo de milhares de anos.
b) Doenças que matam ou reduzem a fertilidade atuam de modo
indireto no processo evolucionário dos humanos.
c) Infere-se no texto que os vírus de RNA obedecem aos princípios
da Primeira Lei de Mendel.
d) O processo de coevolução entre primatas e vírus pode ser observado a partir de análises comparativas de suas respectivas
filogenias.
e) O percentual de vírus de RNA que infecta animais é dobro do
percentual de vírus de DNA.
02.Ainda de acordo com a análise do texto I e de seus conhecimentos, marque a opção correta.
a) A replicação dos vírus de RNA é um processo bastante vulnerável a mutações, mesmo tendo esses vírus mecanismos enzimáticos de correção dessas alterações genômicas.
b) De acordo com o texto, o vírus da gripe suína é um exemplo de
retrovírus, já que esses patógenos estão comumente associados a
zoonoses animais.
c) O vírus da imunodeficiência humana apresenta uma taxa de
mutação maior que do HTLV, visto que o primeiro está mais associado a infecções crônicas latentes com longos períodos de
inatividade do viral.
d) Infere-se no texto que 92% do genoma humano foi formado a
partir de retrovírus exógenos.
e) O sistema de transcrição e tradução em hominídeos não sofreu
influências virais ao longo da evolução dos humanos.
05.De acordo com o texto III e com seus conhecimentos, marque a
opção correta.
a) A dieta das proteínas reduz a secreção de insulina, pois nela há
um baixo consumo de carboidratos.
b) Infere-se no texto que o indivíduo que adere a tal dieta somente
deva se alimentar de proteínas.
c) Segundo os especialistas, a dieta não tem contraindicações pelo
fato de não comprometer nenhum sistema fisiológico.
d) Não há relatos de indivíduos que tiveram recidiva de ganho de
peso corporal após terem aderido à dieta.
e) O vinho na dieta é de total importância, visto ser rico em peptídeos de baixo peso molecular.
Exercitando para o Enem
03.De acordo com o texto II e com seus conhecimentos, marque a
opção correta.
a) As vacinas convencionais são pouco eficientes pelo fato de usarem
substâncias lipídicas como estimulantes antigênicos do corpo.
b) A imunidade humoral é de natureza específica visto que as imunoglobulinas produzidas pelos plasmócitos se encaixam no antígeno
como um sistema chave-fechadura.
c) A imunidade celular é secundária à resposta da imunidade humoral, atuando sempre que a primeira não consegue destruir o
agente invasor.
d) As vacinas convencionais são altamente eficazes, pois dispensam
a repetição de doses para garantir a imunização do indivíduo.
e) O processo de memória é comum na imunidade humoral, mas
raro na celular.
4
01
02
03
04
05
d
c
b
d
a