Evolução pode ocorrer sem seleção natural?

De acordo com a Teoria Neutra, desenvolvida há mais de 50 anos, evolução sem seleção seria comum. Essa ideia ainda é apoiada nos dias atuais? Assista à entrevista feita por Diogo Meyer com o biólogo Carlos Schrago, em que discutem o legado que a teoria neutra nos deixou.

Por muito tempo, a seleção natural foi vista como o principal mecanismo capaz de gerar transformação evolutiva. Para arquitetos da síntese evolutiva moderna, como Ernst Mayr (1904-2005) e George Gaylord Simpson (1902-1984), o estudo da seleção ocupava um papel central na biologia evolutiva.

Na década de 1960 essa visão foi desafiada (conforme discutido num post de Tatiana Torres, aqui no Darwinianas). Num trabalho publicado em 1968, o biólogo Motoo Kimura (1924-1994) lançou as bases da Teoria Neutra da Evolução Molecular. De acordo com a Teoria Neutra, a maioria das mudanças que ocorre em nível molecular é consequência de um fenômeno aleatório, a deriva genética, e não da seleção natural.

A teoria neutra trouxe uma nova perspectiva para a biologia, prevendo que genes menos importantes para a sobrevivência dos organismos evoluiriam de modo rápido, pois poderiam acumular mutações aleatórias. Os genes importantes, por outro lado, seriam conservados, pois mutações não seriam toleradas. Para a teoria neutra, quando há muita mudança temos indício de fenômenos aleatórios, não de seleção.

Essa teoria de mais de 50 anos ainda é importante nos dias de hoje? Qual seu legado para a forma como os cientistas pensam? Numa conversa com Diogo Meyer, o biólogo Carlos Schrago, da Universidade Federal do Rio de Janeiro, examina quanto o modo de pensar introduzido pela Teoria Neutra ainda segue conosco.

Diogo Meyer (USP)

Para saber mais:

Lendo a história do Brasil nos genomas brasileiros

O contato com os europeus e a colonização do assim chamado Novo Mundo levou ao extermínio em massa dos nativos americanos e ao ocultamento da maior parte da sua história, principalmente do período pré-contato. Estudos tem conseguido recuperar antigas migrações nativas brasileiras, bem como aspectos da história pós-contato dessas populações usando dados genômicos.

Atualmente, o Brasil é o país com maior diversidade linguística nativa, concentrando mais de 150 línguas somente na região amazônica. No entanto, a distribuição tanto das línguas faladas quanto dos povos indígenas é hoje muito diferente daquela originalmente encontrada pelos exploradores portugueses no século XV. Nessa época, grande parte da população nativa brasileira (cerca de 900 mil, ou 1/3 do total) vivia na costa atlântica e fazia parte de sociedades complexas. Assim como os biólogos fazem com os seres vivos, os linguistas também utilizam um processo de classificação e nomenclatura das línguas, criando uma classificação hierárquica que vai desde as línguas, passando pelas famílias linguísticas até chegar aos troncos linguísticos. A maioria dos nativos da costa brasileira falava uma língua derivada das línguas amazônicas do tronco Tupí, caracterizadas como o ramo costeiro da família Tupí-Guaraní.

Ao longo do processo de colonização do Brasil pelos portugueses, as populações litorâneas foram gradativamente extintas, por meio de processos de escravização, introdução deliberada ou não de doenças, desterritorialização, deterioração dos meios de subsistência e guerra. Restam hoje apenas pequenas comunidades autodeclaradas indígenas as quais não possuem mais falantes de nenhuma língua nativa. Em um trabalho recente, estudamos uma dessas populações para responder a duas questões principais: Seria essa população, autodeclarada como Tupiniquim, uma representante dos índios do litoral na época da conquista europeia? Quais rotas os Tupí Amazônicos teriam seguido para chegar à costa atlântica e ao sudoeste do Brasil?

Por meio das informações genômicas desta população Tupiniquim, atualmente miscigenada com povos de origem Europeia e Africana, desvendamos alguns aspectos da história recente e antiga do Brasil. Neste sentido, resgatamos as relações de parentesco entre diferentes grupos indígenas atuais, eventos demográficos, movimentos populacionais e datamos os períodos onde a miscigenação ocorreu de forma mais intensa. Além disso, pudemos estimar o número de indivíduos formadores da população Tupiniquim há mais de 500 anos.

Primeiro, examinamos a variação genética da população Tupiniquim em comparação com os de outros nativos americanos ao lado de europeus e africanos, e descobrimos que seus genomas eram predominantemente nativos americanos (o que não é comum em populações miscigenadas brasileiras). Em seguida, usamos os outros componentes (europeus e africanos) do genoma para estimar quando teriam ocorrido os principais eventos de miscigenação entre esses nativos e os outros grupos. Nossos resultados mostraram que esses eventos massivos de miscigenação foram consistentes com os principais eventos históricos da escravidão indígena (Ciclo do Ouro; século 18), com a chegada da família real ao Brasil, o que intensificou o tráfico de africanos escravizados ao país bem como o povoamento da costa, e por último, com a abolição da escravatura, que impulsionou a migração europeia (principalmente italiana) para o Novo Mundo. Além disso, estimamos que o tamanho da população Tupiniquim em 1.500 estaria em torno de 100.000 indivíduos, mostrando a importância desse povo no período pré-contato e colonial. Além disso, de acordo com nossa estimativa baseada em dados genéticos, o colapso dessa população se deu há aproximadamente sete gerações, período muito próximo ao encontrado no registro histórico (em 1877 foram registrados apenas 55 Tupiniquim no Brasil).

Utilizando apenas a porção indígena dos genomas desses indivíduos, pudemos mostrar que eles não apresentavam evidências de miscigenação com outros grupos indígenas brasileiros, e se relacionavam fortemente com os grupos Tupí-Guaraní do oeste da Amazônia. Com base nisso, pudemos inferir que o grupo Tupiniquim faz parte do extinto ramo costeiro do Tupí. Por fim, construímos e testamos modelos para tentar entender a história da população Tupí desde sua origem até a expansão por grande parte da América do Sul. Para tanto, nos embasamos em hipóteses baseadas principalmente em evidências arqueológicas e linguísticas sobre como a expansão Tupí se desdobrou do oeste da Amazônia ao Atlântico e ao sudoeste do Brasil (Figura 1). A primeira hipótese, baseada em dados linguísticos e paleoambientais, afirma que os Tupí se deslocaram da Amazônia em direção ao sudoeste do continente até o Trópico de Capricórnio, e lá uma parte dessa população rumou para o leste dando origem aos Tupí costeiros, e outra permaneceu no oeste originando as população Guaraní. De acordo com essa hipótese, os Tupí eram caçadores-coletores que se dispersaram para outra região do continente devido a mudanças climáticas que reduziram a região de floresta tropical. De acordo com a segunda hipótese, os dois ramos do Tupí (sul e costeiro), teriam se separado ainda na Amazônia, e rumado de maneira independente para sul e leste. Neste contexto, esses grupos Tupí seriam ceramistas e agriculturalistas incipientes que saíram da Amazônia em busca de terras de várzea férteis. A hipótese da separação ainda na Amazônia é evidenciada pelas diferenças na confecção de cerâmicas pelos dois grupos Tupí em relação aos grupos ceramistas Tupí amazônicos.

Figura 1. Hipóteses sobre a expansão dos povos Tupí a partir da Amazônia.

Nossos dados corroboraram a segunda hipótese,segundo a qual os falantes do Tupí eram agricultores incipientes e se expandiram da Amazônia em busca de novas terras para cultivar, movendo-se para o leste até a foz do rio Amazonas e depois seguindo a costa atlântica brasileira. De forma independente, uma segunda expansão foi para o sul e teria originado os povos Guaraní do Sul do Brasil, Paraguai e Argentina. Nossos resultados também apontaram para uma migração antiga da Mesoamérica para as terras baixas da América do Sul, e que provavelmente foi importante para diferenciar os Tupí do Sul (Guaranís do Brasil, Paraguai e Argentina) dos outros grupos Tupí (Amazônicos e remanescentes costeiros). Essa migração provavelmente ocorreu há cerca de 1500 anos, contudo não necessariamente representa uma ligação direta entre estas duas regiões, podendo indicar que o isolamento entre as populações Andinas e das terras baixas ao leste não fosse absoluto.

Nosso estudo recuperou a história milenar de populações indígenas brasileiras virtualmente extintas durante a colonização europeia. Ao estudar as informações genômicas desses indivíduos, fomos capazes de reconstruir a história antiga e recente destes povos, ainda hoje continuamente ameaçadas de extinção e pelo apagamento de suas culturas e identidades.

Marcos Araújo Castro e Silva

Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS:

Salzano FM (2019) The Amerindian Microcosm: Anthropology, Comparative History, Ecology, Genetics and Evolution. Cambridge Scholars Publishing, 607 pp.

Fonte da Imagem de abertura: Retrato de indígenas brasileiros

O que a evolução do córtex de hominíneos tem a ver com a duplicação de pedaços de cromossomos?

Ao estudar novos genes que surgiram em nossa linhagem, cientistas estão desvendando como o seu surgimento pode ter influenciado o tamanho do nosso cérebro.

Na história do estudo do cérebro, não há estrutura mais estudada do que o córtex cerebral. Uma das razões é que o nosso córtex cerebral é particularmente grande quando comparado ao de outros grandes primatas. É no córtex que acontece boa parte do processamento necessário para a nossa cognição. Assim, entender de onde vem esse córtex diferente que nós temos pode ajudar a explicar as origens desse macaco pensador. Mas até muito recentemente, nós não tínhamos muitas pistas sobre os mecanismos que levaram ao desenvolvimento deste córtex maior. Tudo mudou quando descobrimos, há menos de dez anos, algumas duplicações de pedacinhos de nossos cromossomos. Mas para entender a importância destes pedacinhos, precisamos primeiro olhar como se forma o córtex cerebral.

O córtex cerebral, como qualquer outra estrutura do sistema nervoso central, se forma a partir do tubo neural.  O tubo neural é um folheto de células em divisão. Em um primeiro momento, estas células se dividindo não se diferenciam, são células tronco neurais, com capacidade de originar neurônios e células da glia.  Depois de um tempo, algumas células deixam o ciclo celular, começam a se diferenciar e migram das porções mais internas do tubo em direção ao seu exterior

Figura 1: Representações do desenvolvimento do córtex em três momentos. À esquerda, a placa cortical mais jovem, no qual as células são, em sua maioria, células tronco neurais, próximos ao centro do tubo (abaixo). Quanto mais progride o desenvolvimento, mais células param de se dividir e se diferenciam em neurônios (acima). Esta migração contínua de novas células acaba por aumentar a espessura do córtex.

Durante o desenvolvimento, as paredes do tubo neural vão ganhando espessura, acrescentando mais e mais camadas. Após a sua migração, parte das células se diferencia em neurônios e outra parte em células da glia. Os neurônios então começam a emitir prolongamentos que podem se conectar com alvos próximos ou muito distantes. É por conta destas conexões à distância que se forma o que chamamos de substância branca, grandes regiões do nosso cérebro dedicadas à passagem de cabos conectores, os axônios.  Todos estes fenômenos podem levar a um córtex maior. Se cada célula tronco neural se dividir mais vezes, gerando mais neurônios e/ou glia, estas células a mais ocuparão mais espaço. Se os neurônios formarem mais conexões, elas ocuparão mais volume e a substância branca irá também aumentar. Muitas espécies de mamíferos possuem um córtex tão grande e extenso que ele se acomoda à caixa craniana por meio de dobras em estruturas que chamamos de sulcos e giros. Qualquer modificação na expressão de moléculas que regulem estes fenômenos tem o potencial de gerar uma catástrofe, como malformações cerebrais, mas também modificações que são novidades sobre as quais a seleção natural pode operar, levando a alterações, por exemplo, na capacidade cognitiva da espécie.

As técnicas de sequenciamento de DNA sofreram uma grande revolução no começo deste século com a chegada das técnicas de sequenciamento de nova geração, do inglês next generation sequencing. Nesta tecnologia, o genoma é quebrado em pequenas sequências de DNA que são sequenciadas várias vezes. Nestas várias vezes, a mesma sequência aparece às vezes associada com nucleotídeos mais abaixo na cadeia e às vezes com nucleotídeos mais acima. Combinando a informação sobre estas relações de vizinhança, podemos montar um quebra cabeça para obter a sequência toda. Obviamente ninguém monta um genoma com bilhões de nucleotídeos no olho. Para isso, um grande esforço de desenvolvimento de ferramentas de bioinformática foi criado. Mas mesmo com todas estas ferramentas, o montar do quebra cabeça pode ser especialmente desafiador quando estas sequências são muito repetitivas ou duplicadas. Uma das soluções foi voltar a técnicas antigas para realizar o sequenciamento de cadeias de nucleotídeos longas. A outra foi investir em algoritmos melhores, à medida que fomos aprendendo sobre estas falhas. Assim, apesar de termos o primeiro genoma humano desde 2003, foi somente em 2014 que conseguimos detectar duplicações de um grupo importante de genes para os nossos cérebros. E esses genes duplicados deram o que falar.

Hoje em dia, além de termos muitos genomas de seres humanos sequenciados, temos também genomas de grandes macacos, como chimpanzés e gorilas, e grandes pedaços de genomas de hominíneos extintos, como Neandertais. A partir da comparação entre estes genomas, podemos detectar quais genes foram duplicados em nossa linhagem. Dentre os genes encontrados, alguns são expressos durante o desenvolvimento do córtex cerebral e são, assim, possíveis fontes de novidades evolutivas nessa estrutura. Isso porque hoje sabemos que o gene duplicado não sofre as mesmas pressões seletivas para manter as funções desempenhadas pelo gene ancestral. Nele pode haver modificações que eventualmente criem uma nova função. Mas o simples fato de o gene novo ser expresso em um córtex diferente não quer dizer que um causou o outro. E é aí que entram os experimentos que testam a função do gene.

Mas aqui esbarramos em um problema. Como testar o efeito de um gene novo para hominíneos se é eticamente inaceitável realizar um teste da sua função em um embrião humano? Para isso, criamos modelos que se aproximam o máximo possível do que sabemos sobre o desenvolvimento do córtex cerebral em humanos. Tomemos então aqui como exemplo o estudo de um dos genes identificados como potencial novidade na evolução do córtex cerebral, que foi chamado de ARHGAP11B. Este gene não está presente em nenhum dos grandes primatas, mas está presente em Neandertais, hominíneos de Denisova e todos os humanos modernos. O ARHGAP11B é o produto da duplicação parcial do gene ARHGAP11A. A enzima ARHGAP11A, resultante da transcrição e tradução do gene de mesmo nome, é uma enzima envolvida na sinalização intracelular. Mas ARHGAP11B perdeu esta função, pois graças à substituição de uma única citosina por uma guanina, criou-se um novo sítio para splicing que acaba por remover 55 nucleotídeos originais de seu RNA mensageiro. Esta mudança acabou por gerar uma parte completamente nova desta proteína, que perdeu sua atividade enzimática original, mas ganhou uma nova função.

Para descobrir que função é esta, Marta Florio e seus colaboradores se perguntaram se este gene específico de humanos, quando expresso em células tronco neurais do córtex cerebral em formação de camundongos, teria algum efeito. Os pesquisadores promoveram, então, a expressão artificial de ARHGAP11B no cérebro de embriões de camundongo. O que eles observaram foi que, na presença de ARHGAP11B, as células tronco neurais se dividem mais e o córtex cerebral ganha sulcos e giros, que não existem no cérebro liso desses animais. Assim, o uso de embriões de camundongo como modelo sugere indiretamente que a função nova de ARHGAP11B pode ter contribuído para a expansão do córtex de hominíneos.

Mas será que o efeito observado é uma propriedade única da expressão artificial em células de camundongo? O que aconteceria se ele fosse expresso nas células de um primata? Aí entra uma nova corrida tecnológica. A criação de um modelo animal, que atenda requisitos de um animal de laboratório, mas que seja um primata. Para isso, a espécie escolhida foi Callithrix jacchus (o sagui, ou sorin, para nós aqui no RN). Para conseguir saguis expressando ARHGAP11B, este mesmo grupo injetou um lentivírus contendo o gene e sua região regulatória em óvulos fertilizados. Assim, eles obtiveram embriões em que o gene foi incorporado ao genoma. Após isso, os embriões foram transferidos para fêmeas para a gestação. Os embriões que receberam o gene com sucesso apresentaram ampliação no número de células tronco neurais, de novos neurônios e formaram sulcos e giros no córtex cerebral, que em saguis também é liso. Assim, as evidências indiretas da participação de ARHGAP11B na expansão cortical se acumulam. A proteína possui efeitos semelhantes em progenitores corticais de espécies diferentes, não parecendo ser esta observação apenas um efeito colateral do modelo. ARHGAP11B se soma a outros genes novos de hominíneos que atuam no desenvolvimento cortical, como NOTCH2NL, cuja duplicação também causou o aumento no número de divisões que as células tronco neurais fazem, e SRGAP2C, que se tornou um inibidor da proteína produzida pelo gene original (que é um inibidor de sinapses e ramificações de neurônios). Como SRGAP2C é um inibidor de uma proteína inibidora da formação de sinapses, ela acaba sendo um estimulador de sinapses. Todos estes genes estavam presentes em Neandertais e hominíneos de Denisova. Por isso, é difícil acomodar na hipótese molecular atual a ideia preconceituosa de que nós seríamos intelectualmente superiores ou mesmo teríamos um córtex mais avantajado do que os hominíneos com os quais convivemos no último milhão de anos.

Eduardo Sequerra (UFRN)

PARA SABER MAIS:

Marta Florio, Victor Borrell e Wieland Huttner (2017) Human-specific genomic signatures of neocortical expansion. Current Opinion in Neurobiology

Genocídio indígena na era da COVID-19

O aumento das práticas ilegais de garimpo e desmatamento em meio à pandemia agravam a vulnerabilidade epidemiológica dos povos indígenas, podendo ocasionar o extermínio de diversas etnias.

Desde o momento em que invadiram a América, os europeus contaminaram os nativos americanos, causando a morte de centenas de milhares de indígenas por doenças como varíola, cólera, sarampo e gripe. Essas doenças, por serem endêmicas de outros continentes, não estavam presentes na América até sua invasão. Assim, diferentemente dos europeus, que desenvolviam imunidade para essas doenças através da exposição a elas desde a infância, os nativos americanos eram extremamente vulneráveis às mesmas. De acordo com o biólogo Jared Diamond, no livro ganhador do prêmio Pulitzer Armas, germes e aço, a morte dos nativos americanos por doenças excedeu em muito o número de mortes por batalhas e assassinatos – embora estas também não possam ser menosprezadas. Logo, a chegada e as explorações territoriais dos europeus foram responsáveis por inúmeras epidemias, causando a morte de milhares de indígenas e o extermínio de diversas culturas. Continue Lendo “Genocídio indígena na era da COVID-19”

COVID-19 e outras guerras biológicas na América

As viroses vêm moldando a história dos povos nativos da América desde que os europeus começaram a explorar regularmente o Novo Mundo, há cinco séculos. Epidemias virais trazidas pelos imigrantes tiveram um impacto devastador nas populações que aqui viviam. Estima-se que cerca de 90% das populações nativas foram dizimadas por viroses, escravagismo ou guerras. Atualmente, problemas respiratórios resultantes de infecções ainda são a principal causa de morte nas populações nativas brasileiras.

A expressão ‘Virgin Soil’ tem sido usada para enfatizar que as populações em risco de epidemia são as que não tiveram contato prévio com as doenças que as atingem, e são, portanto, imunologicamente indefesas. Embora essa expressão tenha se popularizado, e apresente algumas bases biológicas – dado que as populações nativas das Américas estiveram 15.000 anos isoladas de outras populações, e, consequentemente de seus patógenos – ele também acarreta a noção errônea de que o colapso dessas populações não passou de acidentes históricos, e a enorme perda de vidas dos indivíduos nativos é dada como inevitável após o contato, implicando que as políticas coloniais não contribuíram para talvez o maior desastre relacionado à saúde pública em nossa história. Há que salientar que as doenças pós-contato eram incapacitantes não somente porque os indígenas não tinham imunidade, mas porque as condições criadas pelo colonialismo europeu tornaram as comunidades nativas vulneráveis.

O primeiro relato de uma epidemia na América é praticamente concomitante ao contato com os europeus. Em abril de 1520, as forças espanholas desembarcaram no que é agora Veracruz, no México, trazendo involuntariamente um escravo africano infectado com varíola. Dois meses depois, tropas espanholas entraram na capital do Império Asteca, Tenochtitlán, e em meados de outubro o vírus estava varrendo a cidade, matando quase metade da população, estimada em 200.000 pessoas. Em 1548, os habitantes indígenas de Hispaniola, ilha colonizada por Cristóvão Colombo, foram vítimas de varíola, gripe e outros vírus. Em 1563, calcula-se que cerca 30.000 nativos tenham morrido nos primeiros 90 dias após a eclosão de um surto de varíola na Bahia, trazida de Portugal. Na Amazônia, a exploração da borracha expôs os nativos a uma série de patógenos, e a um colapso ambiental na região, que agravou os impactos das epidemias. Concomitantemente à entrada de novos patógenos, as expedições europeias de exploração levaram também a surtos de doenças que aqui já existiam, como a disenteria, resultado de guerras, privação de recursos e alterações no ambiente.

As investidas colonialistas contra os povos nativos sempre foram violentas, no entanto, algumas estratégias historicamente usadas contra populações nativas norte e sul-americanas, se apresentaram como uma guerra biológica. No século XVIII, o comandante Henry Bouquet ordenou o uso de cobertores infectados com varíola contra os nativos dos grupos Mingo e Shawnee, nativos da América do Norte, durante um levante desses grupos contra os colonizadores. No mesmo período, os Timbira foram presenteados com roupas infectadas por varíola, no estado do Maranhão, com intuito de espantar os nativos de suas terras. Auguste de Saint-Hilaire relata em seus livros de viagens pelo Brasil uma história semelhante, na qual brinquedos infectados também com varíola teriam sido distribuídos entre os índios Botocudos do sudeste brasileiro.

Infelizmente esses ataques não terminaram com o final do período colonial. Em 1950, cerca de mil indígenas da etnia Cinta-Larga, residentes no Mato Grosso, foram mortos por uma epidemia de sarampo. Os indígenas relataram que “aviões atiravam brinquedos doentes dos céus”. Segundo um relatório da Comissão Nacional da Verdade, de 2014, tal ação foi coordenada por mineradores, madeireiros e garimpeiros, interessados nas terras indígenas, com a conivência do governo federal. Existem também diversos relatos recentes sobre aviões pulverizando agrotóxicos sobre aldeias Guarani no Paraná e Mato Grosso, causando danos à saúde indígena. Antes disso, na década de 1970, pesquisadores norte-americanos participaram de um estudo de imunização ao sarampo entre os indígenas amazônicos. Tal estudo é visto por muitos como um experimento in vivo, ou seja, uma epidemia controlada de sarampo nas populações indígenas.

Em 2020, a epidemia da COVID-19 atinge cinco vezes mais indígenas do que não indígenas, sendo a taxa de mortalidade 2,5 vezes maior. Ao mesmo tempo, falhas e omissões do poder público desrespeitam preceitos constitucionais, tornando as populações nativas ainda mais vulneráveis e negligênciadas pela saúde pública. Outra vez, a epidemia não é apenas em relação à doença causada entre as populações indígenas. Ainda que possam realmente existir fatores genéticos subjacentes ao aumento do risco de infecção nessas populações, fatores sociais e culturais parecem ser mais decisivos para a mortalidade e evolução da infecção. Os exemplos mais gritantes atualmente são a invasão das terras Yanomami pelos grileiros e garimpeiros e a situação de abandono dos povos nativos nas periferias das grandes cidades. Assim como as catástrofes ocorridas com os Cinta-Larga na década de 1950 ou os demais massacres biológicos dos séculos passados, os efeitos da epidemia atual nos povos indígenas são uma consequência direta e previsível das decisões tomadas pelo Estado de desapropriar os povos nativos de terras desejáveis e empurrá-los para outro lugar, afastados de sua cultura e seu modo de viver tradicional.

Tábita Hünemeier

IB/USP

PARA SABER MAIS:

Suzanne Austin Alchon (2003) A Pest in the Land: New World Epidemics in a Global Perspective. University of New Mexico Press.

Kristine B Patterson  and Thomas Runge (2002) Smallpox and the Native American. Am J Med Sci. 2002 Apr;323(4):216-22. doi: 10.1097/00000441-200204000-00009.

Créditos da imagem de abertura

Devagar e Sempre: A Evolução do SARSCoV-2

A pandemia da COVID-19, causada pelo coronavírus SARS-CoV-2, já dura vários meses, e o número de mortes é assustador. A COVID-19 já matou mais de meio milhão de pessoas em todo o mundo, mais de 77 mil só no Brasil. Apesar de termos hoje, em fase de testes, mais de 90 vacinas e 50 tratamentos, ainda não achamos uma saída clara para essa situação. Assim, permanecemos (espero) em distanciamento social, usando máscaras, lavando as mãos e seguindo outras medidas de segurança para nos protegermos e protegermos aqueles ao nosso redor. Continue Lendo “Devagar e Sempre: A Evolução do SARSCoV-2”

Vulnerabilidade da População Negra ao Covid-19 e o Conceito Biossocial de Raça

Os números da pandemia provocada pelo COVID-19 ratificam as desigualdades raciais na saúde e trazem novos ingredientes ao debate recorrente sobre o conceito de raça.

Tem sido noticiado na mídia de massa e nos meios de divulgação científica que indivíduos da população negra são mais propensos a morrer de COVID-19 do que os brancos. Por exemplo, no Reino Unido a taxa de óbito de pessoas não-brancas é significativamente maior do que a taxa de pessoas brancas, apesar de representarem apenas 14% da população. Nos EUA, a taxa de mortalidade de negros por COVID-19 é o dobro daquela observada em outras etnias, como latinos e asiáticos e três vezes a mortalidade de brancos. No Brasil, enquanto a taxa de óbito por COVID-19 em internados brancos é de 38%, a taxa para pessoas negras é de 55%. Continue Lendo “Vulnerabilidade da População Negra ao Covid-19 e o Conceito Biossocial de Raça”

Papéis sexuais são uma falsa dicotomia?

Na nossa sociedade, tendemos a encaixar o que é um macho e o que é uma fêmea em definições fixas. De fato, há razões evolutivas para eles terem diferenças marcantes. Mas estudos recentes questionam a universalidade dessa dicotomia.

Na natureza, tipicamente há na reprodução sexual um gameta que é maior e, assim, demanda maior investimento para ser produzido (em termos de nutrientes, tempo, energia), e que tem menor ou nenhuma mobilidade. Ele se encontra com um gameta pequeno, de maior mobilidade, que demanda menos energia para ser produzido (sendo muitas vezes descartável). A reprodução envolvendo esses tipos de gameta é chamada de anisogamia (do grego, anisos: ‘desigual’ + gamos:casamento). Nós designamos por “fêmeas” os indivíduos que produzem os gametas maiores e em menores quantidades, e por “machos”, os que produzem os gametas menores em grande quantidade. Também há organismos que produzem ambos, chamados de hermafroditas. Há na biologia uma argumentação sólida sobre por que a anisogamia foi selecionada em quase todas as espécies que fazem reprodução sexuada. Essa argumentação é baseada na ideia de que, quando temos gametas de vários tamanhos competindo os que produzem gametas de tamanho mais extremo (muito grande ou muito pequeno) terão maior facilidade para se reproduzir do que os que produzem de tamanho mais intermediário.

Se há na natureza indivíduos que produzem gametas pequenos, móveis e abundantes, e outros que produzem gametas grandes, imóveis e repletos de reservas, cabe perguntar se as diferenças no tipo de gameta resultaram em diferenças comportamentais e morfológicas, uma vez que as pressões seletivas sobre indivíduos que produzem cada tipo de gameta devem ser, em princípio, diferentes. Foi exatamente essa a questão abordada por Angus Bateman (1919-1996), que ao estudar moscas-das-frutas propôs que existia uma variação maior na taxa de sucesso reprodutivo entre machos do que entre fêmeas (princípio de Bateman), e que esse sucesso dependia do número de fêmeas com as quais eles conseguiam copular. Já para as fêmeas, Bateman encontrou outro efeito: tinham maior sucesso reprodutivo aquelas que escolhiam machos de maior qualidade.

A teoria de Bateman estabeleceu uma relação entre a anisogamia e a noção de que a seleção natural age assimetricamente em cada sexo, uma vez que, quando os gametas são baratos de produzir, seria uma boa estratégia distribuí-los ampla e indiscriminadamente, enquanto que, quando são custosos, é preferível escolher bem como usá-los. Isso resultaria em diferenças comportamentais e físicas entre machos e fêmeas. O princípio de Bateman explica algumas características que variam com o sexo, entre elas, o fato de machos competirem por parceiros reprodutivos, o maior cuidado parental por parte de fêmeas, assim como o fato de estas serem seletivas na escolha do parceiro. Os traços que podemos relacionar com cada sexo, além do tamanho do gameta, são chamados de papéis sexuais. Dessa forma, o princípio de Bateman explica papéis sexuais historicamente associados a machos e fêmeas.

Contudo, animais nem sempre se encaixam nessas regras, pois os papéis sexuais na natureza são bem mais diversos do que a dicotomia estabelecida entre machos e fêmeas pode sugerir. Não é incomum machos que cuidam de suas crias ou fêmeas que competem com outras fêmeas. Não é impossível, inclusive, observar um indivíduo de um sexo se comportando com o papel sexual atribuído ao sexo oposto. Interessada em fazer um estudo sistemático sobre a diversidade e possibilidade de mudanças de papéis sexuais, a pesquisadora sueca Malin Ah-king e sua equipe fizeram uma extensa compilação de dados sobre comportamentos e morfologias. A partir de suas observações, propuseram que o sexo e os papéis sexuais na natureza não podem ser vistos como uma dicotomia estática, mas como algo que na biologia é chamado de norma de reação. Normas de reação descrevem as diferentes formas que um organismo pode assumir, em função de mudanças no ambiente que ele ocupa. Sob essa perspectiva, sexo num sentido morfológico e comportamental pode ser entendido como um contínuo no qual os indivíduos e espécies ocupam a distribuição completa, embora mais comumente se encontrem nas extremidades dessa distribuição.

Um exemplo da plasticidade do sexo é a capacidade encontrada em algumas espécies – principalmente anelídeos, camarões, caracóis e peixes – de trocarem de sexo durante sua vida. Essa capacidade é chamada de hermafroditismo sequencial (Figura de abertura). Um outro estudo teórico sugeriu que esses indivíduos mudam de sexo porque isso aumenta seu sucesso reprodutivo. Apesar de a mudança de sexo ser vantajosa aos indivíduos nessas espécies, ela é impraticável em espécies com o aparato sexual mais complexo. Entretanto, nessas outras espécies, há plasticidade para outras características, como a própria a determinação sexual, como é o caso em muitas espécies de tartarugas e crocodilos, em que o processo de determinação sexual tem um importante componente ambiental (a temperatura influencia a definição do sexo).

Nos vertebrados que não trocam de sexo durante a vida, a determinação do sexo pode ocorrer de forma cromossomal ou ambiental. É possível, também, que ocorram ambos, como no lagarto Bassiana duperreyi (Figura 2). A análise filogenética feita por Ah-King mostra que houve trocas entre esses dois sistemas de determinação do sexo no passado, ou seja mesmo em espécies com alto grau de parentesco é possível que uma use o sistema genético e a outra ambiental. Ela mostra também que, dentro de um sistema de determinação sexual, há muita variação nos genes envolvidos na determinação sexual, no tamanho desses cromossomos, na combinação de cromossomos sexuais que estão associados à determinação de se um organismo será macho ou fêmea, ou na temperatura que induz a formação de machos. A Figura 3 ilustra o quão diferente sistemas de determinação do sexo podem ser ao longo da árvore filogenética. O estudo de Ah-king reforça que processos de determinação sexual são evolutivamente lábeis, mudando de modo recorrente ao longo da filogenia dos animais.

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Figura 2: Bassiana duperreyi é uma espécie de lagarto que tem o sexo determinado tanto por fatores genéticos como ambientais. Imagem por Onesland – Own work, Public Domain.

Mesmo nas espécies em que o sexo é determinado geneticamente, o trabalho de Ah-king sugere haver plasticidade de papéis sexuais. Contudo, é mais difícil estudar a plasticidade de características relacionadas a papéis sexuais, uma vez que a análise é muitas vezes enviesada pelas características historicamente atribuídas aos sexos da nossa espécie, um viés que pesquisadores inevitavelmente carregam ao estudar esse tema. Além disso, para ser uma análise completa, é necessário um entendimento da ecologia em que vive o grupo estudado. Por exemplo, um pássaro pode apresentar baixo dimorfismo (a diferença física entre os sexos) num olhar desatento, mas os padrões de cores no ultravioleta podem ser bem distintos, e mais relevantes para a forma como eles enxergam as cores.

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Figura 3: A variedade dos sistemas de determinação do sexo mostrada em filogenia disponível em Ah-King et al. (2010). Legenda (de cima para baixo): determinação de sexo dependente de temperatura; fêmea heterogamética (fêmeas geralmente geradas pela presença de dois cromossomos sexuais não homólogos ZW); macho heterogamético (machos geralmente gerados pela presença de dois cromossomos sexuais não homólogos XY); hermafroditismo; unisexualidade (indivíduos produzem apenas um tipo de gameta); haplodiplóide (machos são determinados por gametas não fecundados e fêmeas por gametas fecundados)

Também é fundamental colocar os achados num contexto filogenético, algo feito por Ah-king. Não podemos dizer que uma espécie de peixe que apresenta cuidado parental por parte do macho teve seu “papel sexual trocado”, já que essa é uma característica comum nos peixes, ainda que pouco usual nas outras espécies. Levando tudo isso em consideração, Ah-King mapeou em uma filogenia papéis sexuais clássicos em borboletas, peixes e aves, mostrando que mudanças de papéis sexuais numa escala filogenética é algo que ocorre várias vezes ao longo da evolução (Figura 4).

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Figura 4: A ocorrência de mudança de papéis sexuais em borboletas, peixes e aves, em filogenia disponível em Ah-King et al. (2010). Legenda: em preto animais que apresentam inversão de papéis sexuais.

O trabalho de Ah-King expande nossa visão sobre o sexo, por vê-lo como apenas mais uma norma de reação – assim como vemos o comportamento, a porcentagem de gordura corporal, e certas medidas de inteligência. Essa proposta está de acordo com as recentes discussões acerca de gênero nas ciências sociais e tem o potencial de contribuir tanto para a discussão pública, como para a pesquisa sobre esse tema,  ao introduzir novas visões e ferramentas que nos permitem incluir e explicar interações não típicas na natureza (como por exemplo, a existência de animais transgêneros). Não obstante, toda nova teoria precisa ser olhada de uma forma crítica, não sendo esta uma exceção. Primeiramente, deve ser pontuado que a relação entre a anisogamia e a seleção sexual é solidamente estabelecida,  e não pode ser ignorada. Essa crítica foi o tema de artigos publicados em resposta àqueles que defendem a plasticidade dos papéis sexuais, em que é reiterada a forte influência da anisogamia na determinação de papéis sexuais, e seu apoio por estudos por dados experimentais. O artigo de Malin Ah-King e colegas não exclui a importância da anisogamia para explicar seleção sexual, ou o princípio de Bateman, mas enfraquece-os.

Em segundo lugar, é importante questionarmos se os achados de Malin Ah-King que apoiam a visão de que o sexo pode ser visto como um contínuo plástico não seriam apenas uma coleção de casos extraordinários, o que implicaria que a visão clássica continuaria sólida. Para testar isso, mais dados devem ser obtidos, preferencialmente tentando evitar os vieses que podem fortalecer a visão clássica.

Em suma, os pesquisadores expuseram uma ideia nova, de que os papéis sexuais podem ser entendidos como “apenas mais uma norma de reação”. Essa ideia pode ser aprimorada por mais pesquisas científicas, mas é necessário tratar essa hipótese com todo o rigor demandado e levar em conta o que já é bem aceito, por exemplo o princípio de Bateman. E assim entender em que contextos podemos utilizar a teoria mais clássica e em que casos devemos levar em conta a ideia da norma de reação. A plasticidade do sexo, caso seja estabelecida, pode tornar a discussão pública mais diversa e fundamentar uma maneira mais tolerante de pensar, uma vez que se trata de uma teoria que ao encontrar casos desviantes da norma tenta incluí-los em uma explicação mais geral ao invés de excluí-los colocando-os como exceções.

Carmen Melo Toledo

Graduanda de Ciências Moleculares, Universidade de São Paulo (USP)

Para Saber Mais:

G.A. Parker, R.R. Baker and V.G.F Smith; The origin and evolution of gamete dimorphism and the male-female phenomenon; Journal of Theoretical Biology (1972); vol. 36 pp. 529-553.

Knight ; Sexual stereotypes; Nature (2002); vol. 415, pp. 254–256.

Malin Ah-King, Sören Nylin; Sex in an Evolutionary Perspective: Just Another Reaction Norm; Evol Biol. (2010); vol. 37 pp. 234-246.

Philip L. Munday et al.; Diversity and flexibility of sex-chage strategies in animals; Trends in Exology and Evolution (2006); vol. 21, pp. 90-95;

Shine et al.; Co-ocurrence of multiple, supposedly incompatible modes of sex determination in a lizard population; Ecology Letters (2002); Vol. 5, pp. 486-489.

Göran Arnqvist et al.; Anisogamy, chance and the evolution of sex roles; Cell (2010); vol. 27 no. 5 pp. 260-264.

Tin Janicke et al.; Darwinian sex roles confirmed across the animal kingdom; Science Advance 2 (2016); e1500983

https://randyschickenblog.squarespace.com/home/2019/7/7/the-life-and-times-of-betty-the-transgender-chicken

Imagem de abertura: Semicossyphus reticulatus é um  peixe capaz de mudar de sexo ao longo da vida, no processo chamado hermafroditismo sequencial. Em 2017 essa transformação foi filmada e mostrada no primeiro episódio da série da BBC Earth chamada One Ocean II, foto por Ryokou man – Wikipedia.

O SARS-CoV-2 é capaz de infectar diferentes espécies?

Alguns relatos em diferentes meios de notícias indicam que diferentes animais podem ter sido infectados pelo SARS-CoV-2. Apesar disso, poucos desses relatos foram bem documentados do ponto de vista científico. Os estudos que visam entender a interação desse vírus com o seu receptor indicam que ele tem uma maior capacidade de infecção em humanos do que em outros animais.

Atualmente, são conhecidos diferentes coronavírus, como HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63, HCoV-HKU1, SARS-CoV, MERS-CoV e SARS-CoV-2, responsáveis por causar infecções do trato respiratório em humanos com diferentes graus de severidade. Todos eles possuem uma origem zoonótica em morcegos e roedores e foram transmitidas aos humanos por hospedeiros intermediários, como alpacas (Vicugna pacos), bovinos (Bos taurus), civetas (Paradoxurus hermaphroditus) ou dromedários (Camelus dromedarius). O SARS-CoV-2 possui uma sequência com homologia de 96% com o coronavírus de morcego RaTG13, isolado de Rhinolophs affinis. Quando ocorreu o primeiro contato do SARS-CoV-2 com a espécie humana ou outras espécies hospedeiras intermediárias ainda é um tópico de debate e estudos pela comunidade científica.

Dentre os coronavírus humanos, o SARS-CoV-2 obteve grande sucesso de infecção e é o responsável pela pandemia atual de COVID-19 (Corona Virus Disease 2019). A COVID-19 foi inicialmente caracterizada como uma doença respiratória grave e, atualmente, tem se mostrado uma doença que se apresenta como diferentes síndromes em jovens ou adultos, incluindo síndrome respiratória grave, distúrbios de coagulação, tempestade de citocinas e síndrome vascular similar à doença de Kawasaki.

O SARS-CoV-2 utiliza a enzima conversora de angiostensina 2 (ACE2) como receptor de ligação para invadir as células eucarióticas. A interação entre aminoácidos em posições específicas da glicoproteína S do SARS-CoV-2 e a proteína ACE2 são críticos para a afinidade e eficiência da infecção. Pelo menos cinco nucleotídeos da glicoproteína S são considerados críticos para infecção e são relacionados à capacidade de ligação desse vírus ao ACE2 humano. Variações nos sítios de interação do ACE2 com glicoproteína S podem indicar diferenças na capacidade de ligação e infecção do SARS-CoV em diferentes espécies.

A análise genômica comparativa dos genes ortólogos do ACE2 de diferentes espécies foi realizada por diferentes grupos de pesquisa, para tentar entender a dinâmica evolutiva que permitiu o sucesso na adaptação do SARS-CoV-2 para a infecção dos humanos. Na análise de cinco sítios importantes de ACE2 para a ligação do vírus, foi sugerido que o SARS-CoV-2 possui a capacidade de ligação a diferentes espécies, como cachorro (Canis lupus familiaris), gato (Felis catus), cavalo (Equus caballus), gado (Bos taurus), ovelha (Ovis aries), entre outros.

Uma análise mais abrangente de 30 sítios do ACE2, relacionados à função fisiológica ou ligação com o vírus em 70 espécies de mamíferos, evidenciou que os humanos (Homo sapiens) compartilham com os grandes macacos (família Hominoidea) os mesmos aminoácidos nas 30 posições da proteína, e existe apenas uma divergência com espécies de macacos do velho mundo (família Cercopithecidae). Isso mostra que os principais sítios de ACE2 estão conservados nesses primatas e, considerando-se essa proteína, o SARS-CoV-2 tem o mesmo potencial de infecção nessas espécies, sendo essa uma preocupação já demonstrada por especialistas da vida selvagem e saúde de grandes macacos. Quando foram comparados os mesmos sítios de ligação com espécies filogeneticamente mais distantes ao Homo Sapiens, foi observada uma maior diversidade entre as espécies. Primatas como os macacos do novo mundo (Platyrrhini) apresentam diferenças em sítios importantes que potencialmente alteram a capacidade de ligação ao vírus. Os genes ACE2 ortólogos de gatos (Felis catus) e cachorros (Canis lupus familiaris) apresentam 77% e 73% de identidade com o ACE2 considerando os mesmos 30 sítios, o que indica uma menor afinidade de ligação ao vírus e a proteína. Estudos recentes evidenciaram que, em uma frequência baixa, gatos e cachorros podem se infectar com o SARS-CoV-2 de maneira assintomática, provavelmente de seus donos infectados. A ACE2 de pangolim (Manis javanica), considerado um possível hospedeiro intermediário para SARS-CoV-2, apresenta aproximadamente 85% de similaridade com a ACE2 de humanos; entretanto, se considerarmos apenas os 30 sítios de ligação ao vírus, a similaridade é de apenas 66%.

Quando comparamos a sequência do gene ACE2 nas diferentes populações humanas (acessíveis pelo projeto mil genomas), são observadas variantes raras (frequências < 0,005) na sequência codificante e diversos polimorfismos (SNPs), principalmente na região intrônica do gene. Alguns desses polimorfismos já foram associados com doenças cardiovasculares em estudos de associação genômica ampla (Genome-wide association study – GWAS), mas até o momento não foram associados diretamente com a COVID-19. Os 30 sítios importantes na interação com o vírus não apresentam polimorfismos entre as populações humanas, e as espécies de Neanderthal (Homo neanderthalensis) e Denisova compartilham os mesmos aminoácidos com o Homo sapiens. Isso mostra que o SARS-CoV-2 tem potencialmente a mesma eficiência de infecção em todas as populações humanas, considerando os sítios de ligação ao ACE2, algo que é observado na atual pandemia de COVID-19.

Até o momento ainda não se conhece o animal originário do SARS-CoV-2 e seus intermediários até a infecção no seu hospedeiro final, o Homo sapiens. A ideia de que a infecção por SARS-CoV-2 pode ser ou se tornar epizoótica (que ocorre ao mesmo tempo em vários animais uma mesma área geográfica) não parece ser provável, quando consideramos a sequência da proteína ACE2 utilizada como receptor celular pelo vírus. Espécies de grandes primatas são os animais que possivelmente correm mais risco de uma contaminação por esse vírus, e, apesar de casos esporádicos em animais domésticos como gatos e cachorros, ainda não existem evidências robustas que indiquem uma transmissão entre esses animais ou que eles possam infectar outros humanos. Além das variantes que existem nas regiões de ligação do vírus com o receptor ACE2, outros fatores, como os níveis de expressão dessa proteína nos tecidos e o sistema imune desses animais, podem ser barreiras à transmissão e ao desenvolvimento de uma doença semelhante aos humanos nessas espécies.

O SARS-CoV-2 parece ter se tornado um vírus com alta eficiência para a infecção de qualquer população humana quando analisamos a sequência do seu receptor ACE2. Possivelmente, as diferenças observadas nas frequências, suscetibilidades, sintomas, mortalidade de COVID-19 entre as populações poderão ser explicadas por (ou atribuídas a) genes relacionados à resposta imunológica ao vírus, outras regiões do gene ACE2 (por exemplo, regiões reguladoras que modulam a expressão do gene), outros genes ainda não estudados e fatores não biológicos (sociais, culturais e econômicos).

Vinicius de Albuquerque Sortica

Departamento de Genética/ UFRGS

Para saber mais:

Nicola Decaro e Alessio Lorusso (2020) Novel human coronavirus (SARS-CoV-2): A lesson from animal coronaviruses. Veterinary Microbiology.

Marcel Levi e outros (2020) Coagulation abnormalities and thrombosis in patients with COVID-19. Lancet Haematology.

Bibiana Sampaio de Oliveira Fam e outros (2020) ACE2 diversity in placental mammals reveals the evolutionary strategy of SARS-CoV-2. Scientific Electronic Library Online.

Smriti Mallapaty (2020) Coronavirus can infect cats — dogs, not so much. Nature.

Smriti Mallapaty (2020) Dogs caught coronavirus from their owners, genetic analysis suggests. Nature.

Joint Statement of the IUCN SSC Wildlife Health Specialist Group and the Primate Specialist Group (2020) Great apes, COVID-19 and the SARS CoV-2http://www.internationalprimatologicalsociety.org

Demorado, né minha filha? O longo caminho dos medicamentos até você

Na última semana, a discussão sobre o uso da hidroxicloroquina no tratamento da covid-19 tomou grandes proporções, com posições apaixonadas e torcidas como as de clássicos do brasileirão. É possível que lhe acusem de defender o vírus se você apenas apontar que não há testes convincentes sobre a eficácia da droga. Torcidas à parte, de fato, não temos até o momento estudos apropriados sobre a eficácia da droga contra a covid-19.

Alguns estudos já relataram que moléculas como a cloroquina e a hidroxicloquina seriam ativas contra uma variedade de vírus. Sua eficácia foi atribuída a diferentes mecanismos. Um dos mecanismos propostos é que a droga poderia alterar a glicosilação da enzima conversora de angiotensina-2, o mesmo receptor que o vírus SARS-CoV-2 usa para entrar nas células. Dados os relatos prévios de que a cloroquina teria um papel anti-viral, foi um passo natural investigar se ela seria útil no tratamento da covid-19. Passando para os testes em voluntários humanos, um grupo chinês relatou em um periódico científico que “até agora, resultados de mais de 100 pacientes mostraram que o fosfato de cloroquina é superior ao tratamento controle na inibição da exacerbação de pneumonia”, sem fornecer mais detalhes. Após essa carta, um estudo francês, com 20 pacientes, colocou a cloroquina nos principais noticiários.

No Brasil, em meio a calorosas discussões, um paciente influente relata que foi tratado com um conjunto de medicamentos: antibiótico, anticoagulante, corticoide (anti-inflamatório) e também a hidroxicloroquina. O paciente não precisou passar para a Unidade de Terapia Intensiva. De acordo com ele, “fui melhorando, dois, três, quatro, cinco dias… depois eu fiquei relativamente bem”. Esse paciente era um médico e decidiu, após essa experiência, “defender [o uso da hidroxicloroquina] para os pacientes internados. Ele acredita não se pode aguardar por muitos meses até que sejam publicados grandes estudos sobre o medicamento”. Em nossa era de alta conectividade, relatos pessoais podem ganhar grande visibilidade e influenciar a percepção das pessoas sobre uma possível droga, mesmo nos casos em que estudos científicos ainda são inconclusivos.

Analisando o exemplo, podemos dizer o que levou à melhoria do quadro do paciente? Foi o antibiótico, o anticoagulante, o corticoide ou a hidroxicloroquina? Como seria a progressão natural da doença sem nenhuma medicação? Afinal, viroses costumam seguir um curso natural até seu término, caso não haja maiores complicações (por exemplo, infecção bacteriana, choque séptico, descompensação de outras doenças) e a maioria dos casos de covid-19 têm sintomas mais leves, não sendo de espantar, em termos de probabilidade, que alguém não siga para a UTI. Fica claro, em suma, que não é possível afirmar se a melhora pode ser atribuída à administração da cloroquina com base nas observações de um único caso. Para prevenir essas arbitrariedades são necessários experimentos controlados. Qualquer medicamento, antes de sua aprovação, deve seguir estritamente as etapas de um ensaio clínico, isto é, uma análise sistemática dos seus efeitos em voluntários humanos. Os objetivos dos ensaios clínicos são sustentar a eficácia e a segurança de um fármaco. Em suas várias etapas, os ensaios visam descobrir ou confirmar os efeitos da droga, identificar as reações adversas e estudar a farmacocinética dos ingredientes ativos.

No Brasil, os ensaios clínicos são regulamentados pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária (Anvisa). O regulamento para a realização de ensaios clínicos com medicamentos no Brasil (RDC 09/2015) foi publicado no Diário Oficial no dia 03 de março de 2015 e segue as diretrizes internacionais do setor. Esses ensaios precisam ser aprovados não somente pela Anvisa, mas também pelos Comitês de Ética em Pesquisa, para garantir a conduta ética no decorrer do ensaio, assegurando direitos, segurança e bem-estar dos participantes da pesquisa.

Antes de serem testados em voluntários humanos, os medicamentos potenciais são identificados em etapas chamadas de “pré-clínicas”. Essas pesquisas envolvem metodologias que buscam por princípios ativos, que são então testados em culturas de células e/ou animais. Nessa fase pré-clínica são testados os efeitos farmacológicos e terapêuticos da droga e também a toxicidade em animais. No caso da cloroquina, em culturas de células e estudos com animais, os efeitos contra diversos vírus foram variáveis. Em células infectadas pelo vírus Epstein-Barr, a cloroquina aumentou a replicação viral. Em outro estudo, a droga reduziu a transmissão do vírus Zika para a prole de cinco camundongos infectados. A cloroquina também inibiu a replicação do vírus Ebola in vitro (isto é, em células em cultura), mas causou um rápido agravamento da infecção em porquinhos-da-índia e não fez diferença na mortalidade em camundongos e hamsters. Na infecção pelo vírus chikungunya, a cloroquina teve resultados promissores em estudos de laboratório, mas piorou o curso clínico da infecção em macacos.

Por mais que um achado em culturas de células ou num animal de laboratório seja promissor, isso não garante que o remédio será eficaz ou seguro em humanos. Para isso, são necessários outros ensaios. Assim, após a fase pré-clínica, são iniciados os ensaios clínicos com quatro fases distintas:

– Fase I: avaliação da tolerância e segurança do medicamento, em um número restrito (20 a 100) de voluntários sadios. Nessa fase, são estudados também os perfis farmacocinéticos do princípio ativo, ou seja, todo o caminho percorrido pela molécula no corpo, desde sua absorção até sua excreção.

– Fase II: avaliação da eficácia da medicação em voluntários portadores da condição, ainda em número restrito (100 a 300), para avaliar a eficácia terapêutica. É nessa fase que são determinadas as doses da medicação e o regime terapêutico. A segurança continua a ser avaliada nesse grupo um pouco maior de voluntários.

– Fase III: levantamento de mais informações sobre segurança e eficácia, estudando diferentes grupos de voluntários e diferentes dosagens, e usando o medicamento em combinação com outros. O número de voluntários geralmente varia de centenas a cerca de dez mil pessoas. Nessa fase é realizada a demonstração ou confirmação do benefício terapêutico do medicamento. Ela pode durar de meses a anos e, dependendo do risco-benefício do tratamento, o medicamento pode ser aprovado.

– Fase IV: acompanhamento do produto já no mercado. Nessa fase, há otimização do uso do medicamento, avaliação de interações medicamentosas e de efeitos adversos adicionais. De milhares a milhões de usuários entram na análise, também chamada de farmacovigilância.

O planejamento da fase III é extremamente importante para garantir resultados confiáveis. É essencial que esses estudos incluam um grupo controle que não receberá a medicação. O grupo controle e o grupo experimental devem ser idênticos em todos os aspectos relevantes, exceto pela medicação a ser testada grupo experimental. Muitas doenças (e esse também é o caso da covid-19) podem ter uma evolução diferente em pessoas diferentes. É possível que os efeitos das medicações também sejam diferentes entre faixas etárias, sexos e até grupos com diferentes ancestralidades. A farmacocinética do princípio ativo também pode ser diferente nesses grupos. Assim, o resultado descrito pelo paciente influente referido acima não necessariamente será o mesmo em outros pacientes. Por isso, os ensaios clínicos usam grandes grupos idênticos para a comparação. A comparação dos resultados do grupo experimental com o grupo controle, por sua vez, ajuda a descartar efeitos aleatórios. Um efeito facilmente descartado nessas comparações é a cura espontânea da doença, que no caso da covid-19, acontece em 85% dos casos. A pergunta que a fase III dos ensaios busca responder é se os voluntários que receberam a medicação tiveram uma evolução do quadro melhor do que os voluntários que não receberam.

Outro aspecto importante dessa comparação dos grupos controle e experimental é o familiar efeito placebo. O efeito placebo é a melhoria mensurável, observável ou sentida na saúde que não é resultado da ação do princípio ativo. Há inúmeras explicações para o efeito placebo, incluindo uma diminuição da percepção dos sintomas pela simples confiança no tratamento e interação com o médico. Por isso, em muitos estudos os grupos controle e experimental recebem pílulas de aparência idênticas, mas apenas as do grupo experimental contêm o medicamento que está sendo testado; o outro grupo recebe uma pílula placebo (sem o medicamento). Se os dois grupos tiverem os mesmos indicadores da doença, o medicamento não tem ação contra ela. Os dois grupos podem ter evolução diferente da doença quando comparados a um terceiro grupo sem nenhum tipo de intervenção. Esse resultado positivo é justamente o efeito placebo. Outro fato curioso é que as pessoas que administram as pílulas também influenciam, involuntariamente, as observações e medições. Os estudos ideais são duplo-cegos, ou seja, nem os voluntários e nem os agentes de saúde sabem quem recebeu o placebo até a conclusão do teste. Essa informação é de acesso exclusivo aos organizadores do ensaio clínico.

A hidroxicloroquina já é um medicamento aprovado e liberado para condições como malária, lúpus, artrite reumatoide e outras doenças inflamatórias. Portanto, sua segurança já foi avaliada em ensaios clínicos na fase I. O amplo uso de hidroxicloroquina expõe alguns pacientes a efeitos raros, mas potencialmente fatais, incluindo reações cutâneas adversas graves, insuficiência hepática fulminante, perda de visão e arritmias ventriculares (especialmente quando prescritas com azitromicina).  Hospitais da Suécia interromperam o tratamento com cloroquina devido aos efeitos colaterais e um editorial publicado no importante periódico The BMJ, afirma que o uso da cloroquina ou hidroxicloroquina no tratamento da covid-19 é prematuro e potencialmente prejudicial.

Mesmo nos ensaios realizados para o tratamento de outros vírus, a tradução dos estudos in vitro para clínica levou a decepções. Por exemplo, a cloroquina inibiu o vírus da dengue em algumas culturas celulares, mas falhou em reduzir a doença em um estudo controlado com 37 pacientes. Embora estudos in vitro sugerissem atividade contra o vírus da influenza, a cloroquina não impediu a infecção em um grande estudo randomizado (1496 voluntários), duplo-cego, controlado por placebo. No caso da covid-19, a carta publicada pelo grupo chinês, relatando o efeito da droga em 100 pacientes, não apresentava nenhum detalhe sobre os ensaios. Um estudo randomizado controlado por placebo usou duas doses diferentes de hidroxicloroquina em 62 pacientes. Nesse estudo, ainda não revisado por pares (isto é, por outros especialistas) para a publicação, foi relatada uma melhoria pequena no grupo de tratamento com doses mais altas. No entanto, há falha na descrição do protocolo, os resultados no grupo de doses baixas não foram descritos e o estudo parece ter sido interrompido prematuramente. O estudo mais citado, de um grupo francês, tratou 20 pacientes e relatou um resultado positivo. O relato é alvo de várias críticas: seis pacientes abandonaram o tratamento; a medida de eficácia foi a carga viral, e não um resultado clínico; e as avaliações foram feitas no sexto dia após o início do tratamento. Portanto, sem os testes controlados em grandes grupos de voluntários, é muito difícil compreender a eficácia da medicação, particularmente quando os efeitos são pequenos. Atualmente, pelo menos 80 ensaios de cloroquina, hidroxicloroquina ou ambos, às vezes em combinação com outros medicamentos, foram registrados em todo o mundo. No Brasil, os ensaios clínicos em andamento podem ser acessados na página da Anvisa. Há dois ensaios autorizados pela Anvisa para estudar a eficácia da hidroxicloroquina no tratamento da covid-19.

O longo caminho envolvido na aprovação de um medicamento parece frustrante, particularmente quando estamos imersos numa pandemia e queremos o uma cura disponível rapidamente. No entanto, as provas clínicas existem para proteger nossa segurança e bem-estar, não para nos privar de acesso a medicamentos. Num momento em que a ansiedade para resolver a doença pode nos levar a tomar decisões irracionais, contar com ensaios clínicos é particularmente importante. Isso não quer dizer que não podemos fazer ajustes aos protocolos num momento de crise. De fato, houve implementação de mudanças para agilizar todo o processo nas principais agências do mundo. A Anvisa definiu normas extraordinárias para avaliação de pedidos de registro de medicamentos e produtos biológicos para prevenção e tratamento da covid-19. Os protocolos de pesquisa sobre a covid-19 também estão sendo analisados em caráter de urgência e com tramitação especial na Comissão Nacional de Ética em Pesquisa (Conep). Enquanto isso, a Academia Brasileira de Ciências e a Academia Nacional de Medicina alertam em carta que o uso precipitado de um medicamento baseado apenas em resultados preliminares, pode trazer consequências graves e irreparáveis para a população.

Não há evidências de que a hidroxicloroquina impeça a transmissão do vírus SARS-CoV-2 e tampouco seja uma cura para a covid-19. No momento não há evidências conclusivas de que ela seja eficaz para pacientes em caso grave, mas é uma decisão médica se ela deve ou não ser administrada. Seu uso nessas situações será melhor apoiado quando forem concluídos ensaios clínicos, que podem levar ainda algum tempo para sua conclusão. O mais importante é que, mesmo nos cenários mais otimistas sobre a sua eficácia no tratamento da covid-19, o uso da cloroquina será uma medida complementar. Não esperamos que ela cure todos os pacientes, ou que seja o tratamento mais eficaz disponível. O principal tratamento, hoje, para um paciente em estado critico é a respiração mecânica. Mesmo que a hidroxicloroquina fosse um tratamento que não oferecesse riscos (o que não é o caso), o principal dano, dada as proporções das discussões, seria a falsa esperança que pode resultar no relaxamento das medidas de isolamento, realmente eficazes contra a propagação do vírus. Outro perigo potencial está no incentivo ao autodiagnóstico e autotratamento. Infelizmente, ainda não temos um tratamento eficiente ou uma vacina neste momento e o que pode evitar o colapso do sistema de saúde é o isolamento social. Fique em casa, se puder.

Tatiana Teixeira Torres (USP)

Para saber mais:

Revisão mostrando um histórico da regulamentação sobre os ensaios clínicos no Brasil, apresentando os marcos e últimas atualizações. Para a revisão foram utilizados trabalhos publicados entre 2010 e 2016 e que tratando da regulamentação da pesquisa clínica no Brasil, seu histórico e formas de avaliação.

Matéria do jornal digital Nexo, com o histórico da polêmica da cloroquina no tratamento da covid-19. Também inclui uma entrevista com a pesquisadora Natália Pasternak, presidente do Instituto Questão de Ciência, uma organização voltada pata a divulgação científica.

Editorial do periódico BMJ (British Medical Journal), discutindo as principais publicações alegando eficácia das duas moléculas, cloroquina e hidroxicloroquina, no tratamento de infecções virais, em particular a covid-19.