Mundo

Como o plâncton guarda segredos para a prevenção de pandemias
As descobertas, publicadas em 13 de maio no The American Naturalist, fornecem informações valiosas para a compreensão e prevenção da transmissão de doenças dentro e entre as espécies animais.
Por Universidade do Colorado em Boulder - 17/05/2021


Zooplâncton (Daphnia dentifera) infectado pelo parasita fúngico Metschnikowia bicuspidate. Os esporos microscópicos de fungos que preenchem o corpo são tão visíveis como manchas pretas difusas. Crédito: Tara Stewart Merrill

Quer se trate de plâncton exposto a parasitas ou pessoas expostas a patógenos, a resposta imunológica inicial de um hospedeiro desempenha um papel fundamental em determinar se a infecção ocorre e em que grau ela se espalha dentro de uma população, sugere uma nova pesquisa da Universidade de Colorado Boulder.

As descobertas, publicadas em 13 de maio no The American Naturalist, fornecem informações valiosas para a compreensão e prevenção da transmissão de doenças dentro e entre as espécies animais. De platelmintos parasitas transmitidos por caramujos para humanos em países em desenvolvimento, a eventos de transbordamento zoonótico de mamíferos e insetos para humanos - que causaram pandemias globais como COVID-19 e o vírus do Nilo Ocidental - a resposta imunológica de uma criatura infectada é uma variável vital a considerar no cálculo o que acontece depois.

"Um dos maiores padrões que observamos na ecologia e epidemiologia das doenças é o fato de que nem todos os hospedeiros são iguais", disse Tara Stewart Merrill, autora principal do artigo e pós-doutoranda em ecologia. "Na pesquisa de doenças infecciosas, queremos construir imunidade do hospedeiro em nossa compreensão de como a doença se espalha."

Os invertebrados são vetores comuns de doenças, o que significa que podem transmitir patógenos infecciosos entre humanos ou de animais para humanos. As doenças transmitidas por vetores, como a malária, são responsáveis ​​por quase 20% de todas as doenças infecciosas em todo o mundo e são responsáveis ​​por mais de 700.000 mortes a cada ano.

Ainda assim, estudos epidemiológicos raramente consideram a imunidade aos invertebrados e a recuperação em criaturas que são vetores de doenças humanas. Eles presumem que, uma vez exposto a um patógeno, o hospedeiro invertebrado será infectado.

Mas e se fosse possível para os invertebrados lutar contra essas doenças e quebrar o elo da cadeia que as transmite aos humanos?

Ao observar uma pequena espécie de zooplâncton (Daphnia dentifera) ao longo de seu ciclo de vida e exposição a um parasita fúngico (Metschnikowia bicuspidata), os pesquisadores viram esse potencial em ação. Alguns dos plânctons eram bons em impedir que os esporos dos fungos entrassem em seus corpos, e outros eliminaram a infecção dentro de um período limitado de tempo após a ingestão dos esporos.
 
"Nossos resultados mostram que existem várias defesas que os invertebrados podem usar para reduzir a probabilidade de infecção e que realmente precisamos entender essas defesas imunológicas para entender os padrões de infecção", disse Stewart Merrill.

Recuperação inesperada

Stewart Merrill começou este trabalho em seu primeiro ano como estudante de doutorado na Universidade de Illinois, estudando este pequeno plâncton e sua coleção de defesas. É um processo horrível se o plâncton não consegue afastar o parasita: seus esporos de fungos atacam o intestino do plâncton, enchem seu corpo e crescem até serem liberados quando o hospedeiro finalmente morre.

Mas ela percebeu algo que não havia sido registrado antes: parte do plâncton condenado se recuperou. Vários anos depois, ela descobriu que, quando confrontada com níveis idênticos de exposição, o sucesso ou o fracasso dessas infecções depende da força das defesas internas do hospedeiro durante essa janela de oportunidade limitada inicial.

Zooplâncton (Daphnia dentifera) não infectado pelo parasita fúngico Metschnikowia
bicuspidate. Crédito: Tara Stewart Merrill

Com base em suas observações desses resultados individuais, os pesquisadores desenvolveram um modelo probabilístico simples para medir a imunidade do hospedeiro que pode ser aplicado em sistemas de vida selvagem, com aplicações importantes para doenças transmitidas aos humanos por invertebrados.

"Quando as respostas imunológicas são boas, elas agem como um filtro que reduz a transmissão", disse Stewart Merrill. "Mas qualquer mudança ambiental que degrada a imunidade pode na verdade amplificar a transmissão, porque permitirá que toda a exposição passe e se torne infecciosa."

É um modelo que também pode ser aplicado ao COVID-19, pois a pesquisa de CU Boulder mostrou que nem todos os hospedeiros são iguais na transmissão do coronavírus e a exposição não determina diretamente a infecção.

Acredita-se também que o COVID-19 seja o resultado de um transbordamento zoonótico, uma infecção que passou de animais para pessoas, e modelos probabilísticos semelhantes podem ser vantajosos para prever a ocorrência e disseminação de eventos futuros de transbordamento, disse Stewart Merrill.

Compreendendo a prevenção de infecções

Stewart Merrill espera que uma melhor compreensão das infecções em um animal simples como o plâncton possa ser aplicada de forma mais ampla aos invertebrados que são importantes para a saúde humana .

Na África, no Sudeste Asiático, bem como nas Américas do Sul e Central, 200 milhões de pessoas sofrem de infecções causadas por esquistossomos - invertebrados mais comumente conhecidos como vermes parasitas. Eles causam doenças e morte, e consequências econômicas e de saúde pública significativas, tanto que a Organização Mundial da Saúde os considera a segunda doença parasitária mais devastadora do ponto de vista socioeconômico, depois da malária.

Eles são apenas uma das muitas doenças tropicais negligenciadas transmitidas às pessoas por hospedeiros invertebrados, como caracóis, mosquitos e moscas picadoras. Essas doenças infectam uma grande parte da população, mas ocorrem em áreas com baixos níveis de saneamento que não têm os recursos econômicos para lidar com essas doenças, disse Stewart Merrill.

Os esquistossomos vivem em ambientes de água doce que as pessoas usam para beber, lavar roupa e tomar banho. Portanto, embora haja tratamentos, no dia seguinte uma pessoa pode facilmente ser reinfectada apenas acessando a água de que precisa. Ao compreender melhor como os vermes achatados sucumbem ou lutam contra a infecção, cientistas como Stewart Merrill nos ajudam a chegar mais perto de interromper a cadeia de transmissão para os humanos.

“Nós realmente precisamos trabalhar para entender a prevenção da infecção e qual é o risco nesses sistemas aquáticos, ao invés de apenas curar as infecções”, disse ela.

A boa notícia é que podemos aprender com os mesmos invertebrados que nos infectam. Em hospedeiros invertebrados que sofrem ou morrem de suas infecções, há um bom incentivo para aprender como construir uma resposta imunológica e combatê-la. Alguns caramujos até mostraram a capacidade de reter uma memória imunológica: se eles forem infectados uma vez e sobreviverem, talvez nunca mais sejam infectados.

"Se pudermos entender melhor como o ambiente molda essas defesas, poderemos prever no futuro como as mudanças ambientais podem amplificar ou suprimir o risco de transmissão para as pessoas", disse Stewart Merrill.

 

.
.

Leia mais a seguir