A dengue, um vírus transmitido por mosquitos, infecta cerca de 50 milhões de pessoas todos os anos e mata 22.000. Surtos na Índia e em Taiwan neste ano resultaram em milhares de infecções e algumas dezenas de mortes. Não há tratamento para a dengue e nenhuma vacina é completamente eficaz.
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Duas equipes de cientistas, uma na Universidade de Queensland, na Austrália, e outra na Universidade da Califórnia, em Berkeley, acreditam ter descoberto o segredo da virulência da dengue: uma proteína única, denominada proteína não estrutural 1, ou NS1, que age como veneno liberado pela Infecções bacterianas. Os estudos estão na edição desta semana da Science Translational Medicine .
Os sintomas da dengue incluem febre, erupção cutânea, dores musculares e danos aos vasos sangüíneos, o que faz com que vazem plasma. Em casos graves, a perda de líquidos pode ser mortal, e a doença em sua forma mais grave pode se tornar febre hemorrágica da dengue, que causa náuseas, vômitos e sangramento ou hematomas sob a pele.
A maioria das pessoas simplesmente se recupera e, então, elas têm imunidade a uma das quatro cepas do vírus. Mas não ficou claro como a forma hemorrágica da doença estava causando o dano que matou os pacientes. "Principalmente, a questão é que você obtém vazamento de seus capilares e do sistema circulatório", diz Eva Harris, professora de doenças infecciosas e virologia que liderou a equipe da Universidade da Califórnia em Berkeley. "Se os fluidos não forem reabastecidos, você entra em choque descompensado."
Paul Young, professor-chefe da Escola de Química e Biociências da Universidade de Queensland, e sua equipe descobriram o mecanismo pelo qual a NS1 opera, enquanto a Harris 'foi capaz de isolar a própria proteína e usá-la para vacinar camundongos.
A dengue nem sempre foi um problema assim; há um século, limitava-se a pouquíssimos lugares nos trópicos. A Segunda Guerra Mundial mudou isso, porque o mosquito que o transporta, Aedes aegypti, era carregado em todo o mundo em navios de carga. Onde antes a dengue necessitava que certos animais se espalhassem, agora ela depende de humanos. Young observou que os humanos são efetivamente um vetor de dengue em mosquitos. O Aedes aegypti gosta de se reproduzir em pequenos corpos de água parada - piscinas infantis, tampas de latas de lixo e até o chão de um banheiro. As fêmeas também mordem muito.
Os cientistas já levantaram a hipótese de que casos graves foram causados por uma resposta imune excessivamente ativa. A dengue, como todos os vírus, se reproduz assumindo a maquinaria das células hospedeiras. No caso da dengue, são células, chamadas células dendríticas, que alertam o corpo para a infecção. A infecção estimula as células a produzir citocinas, pequenas proteínas que fazem parte da resposta inflamatória. Isso geralmente não é mortal.
Uma segunda infecção, porém, com outra cepa de dengue, desorientará o sistema imunológico. Anticorpos da primeira infecção se ligam à nova cepa da dengue, porque se parece com a primeira. Mas a nova estirpe é ligeiramente diferente, pelo que os anticorpos não conseguem neutralizar completamente o vírus. Em vez disso, eles permitem que o vírus se ligue às células T que normalmente o matam, e isso espalha o vírus ainda mais, aumentando a carga viral no paciente.
Esta animação explica como doenças, como a dengue, são transmitidas. Crédito: C. Schaffer / AAAS.O resultado é mais produção de citocinas. Uma das funções das citocinas é tornar as paredes dos vasos sanguíneos mais permeáveis, e a superprodução as torna vazadas. É por isso que as segundas infecções geralmente levam a formas graves da doença e sangramento. Pequenos pontos de sangue aparecem na pele do paciente e bolsas maiores de sangue se acumulam sob a pele.
O mistério era qual proteína particular estava envolvida e como agia. É aí que entra a equipe de Young. No início dos anos 2000, a equipe havia desenvolvido uma maneira de testar a dengue medindo as concentrações da proteína NS1 na corrente sanguínea.
"O que encontramos em um estudo na Tailândia foi que, se os pacientes tivessem altos níveis de NS1, eles teriam maior probabilidade de desenvolver doenças graves. Pensávamos que era apenas um marcador de infecção viral", diz Young. "Mas então perguntamos se estava tendo um efeito direto em si."
Eles decidiram olhar mais de perto para NS1. Foi quando descobriram que se ligam a outra molécula, chamada de receptor Toll-like 4 (TLR4). Isso permite que ele se ligue às células nas paredes dos vasos sanguíneos, chamadas células endoteliais. A NS1 também estimulou as células imunológicas a liberar citocinas - a resposta inflamatória hiperativa. NS1 estava agindo muito parecido com uma toxina bacteriana.
Young diz que as descobertas do NS1 significam que, para tratar a dengue, pode ser possível usar drogas existentes. Alguma versão daqueles que tratam a sepse, por exemplo, pode funcionar.
O NS1 activa directamente os macrófagos do ratinho e as células imunitárias humanas através do receptor do sistema imunitário inato TLR4. O NS1 secretado induziu um aumento dependente da dose em citocinas pró-inflamatórias, interrompendo a integridade da monocamada de células endoteliais e levando a um vazamento vascular. O bloqueio de TLR4, por um antagonista ou um anticorpo para NS1, manteve a integridade endotelial e inibiu o vazamento vascular. (H. McDonald / Science Translational Medicine) A próxima pergunta era se alguém poderia pará-lo. A equipe de Harris analisou o papel da NS1 na infecção por dengue mais diretamente. Eles experimentaram em camundongos, infectando-os com dengue, e depois com a proteína por si só. Eles usaram NS1 de todas as quatro cepas de dengue.
Os pesquisadores descobriram que, em ambos os casos, os ratos desenvolveram anticorpos. Eles também descobriram que NS1 por si só pode fazer com que os vasos sanguíneos vazem fluido. "Nós pensamos que talvez a proteína tivesse um papel no vazamento vascular", diz Harris.
Os ratos que receberam uma pequena quantidade de NS1, que mostraram uma resposta imune, pareciam estar protegidos do vírus. A razão, segundo Harris, é que os anticorpos se ligam à proteína em si, em vez de uma cepa viral específica, e o NS1 produzido pelas quatro cepas da dengue é o mesmo.
A proteção contra o vírus não foi de 100 por cento nas diferentes cepas de dengue (chamadas DENV1, DENV2, DENV3 e DENV4). Em seu estudo, a equipe da Harris descobriu que, quando inoculada com o NS1 do DENV2, a proteção era de 100% daquela cepa. Foi 75 por cento de DENV1 e 60 por cento de DENV3 e DENV4.
Eles então testaram a proteína e o vírus em células endoteliais pulmonares humanas em cultura. Eles viram que o NS1 não foi capaz de danificar as células quando a proteína TLR4 foi bloqueada - mais evidências de que o NS1 causou o vazamento vascular em humanos.
Harris observa que seu trabalho, juntamente com as descobertas da equipe de Young de que o TLR4 liga a dengue a outras células, oferece insights importantes. "Se podemos atingir TLR4, temos uma nova maneira de fazer uma terapia", diz ela, além de uma vacina.
Ainda há muito trabalho a ser feito, diz ela. Embora saibam que o NS1 é o culpado, ainda não está claro qual parte específica do NS1 é a que gera os anticorpos certos e danifica as células. Ela observa que o vírus do Nilo Ocidental também tem NS1 e se comporta de maneira diferente. "NS1 tem um monte de papéis que não são bem compreendidos", diz ela.
Dito isso, o novo trabalho poderia adicionar outra arma para os funcionários da saúde pública controlarem a doença; os métodos usuais estão focados no controle do mosquito.
Os grupos de Young e Harris não são os únicos trabalhando na dengue. A Sanofi Pasteur, empresa que desenvolve, fabrica e fornece vacinas, tem uma nova vacina que está registrada em vários países; a aprovação para o uso pode vir nos próximos meses, diz Susan Watkins, diretora sênior de comunicações. A vacina da Sanofi usa um vírus atenuado (na verdade, é um vírus da febre amarela com um "pêlo" de dengue).
De acordo com um estudo do New England Journal of Medicine, a vacina candidata da Sanofi protegeu em média 66% dos voluntários com 9 anos ou mais contra todas as quatro cepas da dengue e, desses, 93% estavam protegidos da forma grave da doença. A vacina da Sanofi, no entanto, não oferece o mesmo nível de proteção contra todas as quatro cepas - contra um tipo, foi apenas 42% eficaz, enquanto 77% foi eficaz contra outra.
Outra vantagem de usar o NS1 como base para uma vacina é que ela não envolve o uso do vírus. "A FDA seria mais feliz se pudéssemos derrubar pedaços da proteína que causa doenças e deixar aqueles que dão proteção", diz Harris.
