Diversidade genética

Por que alguns indivíduos são mais resistentes a infecções que outros? Ou por que alguns parasitos têm mais sucesso na infecção de hospedeiros? Essas são perguntas que tem uma mesma resposta, ou seja, porque tanto parasitas, hospedeiros, como qualquer ser vivo, apresenta diferenças, mesmo que sutis, no seu código genético (com exceção dos genes idênticos) e na expressão deste código para a formação e funcionamento do organismo.

Para entendermos melhor a importância da diversidade genética dos indivíduos ao longo do tempo, como isso ocorre e o que pode determinar, vamos organizar nossa reflexão sobre uma interação denominada parasitismo, e analisar um exemplo em especial, a infecção de seres humanos pelo vírus HIV, causador de uma doença muito comum, a AIDS (Síndrome da Imunidade Adquirida).

Esta relação de parasitismo só é benéfica para o vírus, cujo qual não se reproduz sem a utilização das “ferramentas” (organelas e moléculas) das células hospedeiras. As células infectadas pelo HIV nos seres humanos são os linfócitos T do tipo CD4+. Elas estão presentes no sangue e linfa, e realizam função importante na defesa do organismo. Este vírus parece ser bastante “esperto”, afinal, ele ataca justamente as células que ajudam na sua destruição! Sendo, talvez, por isso tão difícil encontrar a cura para a AIDS. Entretanto não é isso que impossibilita a descoberta de cura para esta doença. Os vírus em geral, e especialmente o HIV, possuem uma taxa de mutação muito alta comparada com nós, seres humanos, isso é causado por elevadas taxas de reprodução em curtos intervalos de tempo. Essas mutações ou alterações em alguns ou único nucleotídeo (unidades formadoras do DNA e RNA) são muitas das vezes, essenciais para a sobrevivência e adaptação dos organismos as condições ambientais que estão submetidos.

O HIV é um retrovírus que apresenta material genético do tipo RNA, além disso, ele é constituído de uma cápsula proteica e outras glicoproteínas que o ajudam a entrar, se fixar ao DNA celular e se replicar nas células hospedeiras, ou linfócitos T. Nessa camada proteica externa se encontram ligantes ou “chaves” que se encaixam em outras moleculas das membranas de linfócitos T, que poderíamos chamar de “fechaduras”. A ligação entre essas moléculas determina a entrada ou não do HIV na célula. Se eles conseguirem entrar, o próximo passo é transformar seu RNA em DNA para se ligar ao DNA do linfócito T. Para isso ele carrega consigo uma proteína chamada transcriptase reversa. Após a transcrição para DNA viral haverá integração deste DNA formado à célula hospedeira. Em seguida a utilização das ferramentas (moléculas e organelas) destas células são essenciais para produção de novos RNA s virais e proteínas que se integram para formar os novos vírus (ver abaixo vídeo demonstrativo para esse mecanismo de infecção do HIV ao linfócito T CD4).

Fig. 1. Desenho ilustrativo de um HIV, mostrando as estruturas que o constituem.

Como vimos anteriormente o contato entre o vírus e o linfócito T se dá através de glicoproteínas externas presentes em cada um. O vírus somente se reproduzirá se possuir as “chaves” especificas para entrar nas células, enquanto o hospedeiro só terá chances de não ser infectado e assim não sofrer destruição de suas células, se possuir “fechaduras” diferentes que não permitam a entrada do vírus.

O mecanismo de evolução mais importante observado nas espécies vivas é o da seleção natural. A sobrevivência e perpetuação das características, de um individuo, que apresentam maior sucesso adaptativo as condições ambientais são selecionados e transmitidos ao longo das gerações através do tempo.

Pensando evolutivamente, tanto vírus quanto hospedeiros são continuadamente selecionados. Vírus que apresentem características eficazes para infectar células, persistem e se reproduzem, e aqueles que no seu genoma não apresentam tais características, se tornam inativos e podem até desaparecer. O mesmo se dá para hospedeiros, aqueles que apresentam células com características de bloqueio para a entrada ou a reprodução de vírus têm maiores chances de sobrevivência. Essa relação entre estes indivíduos é um tipo de pressão seletiva ou evolutiva, o que possibilita constantes mudanças em seus determinantes genéticos.

Antigamente, os estudos para descobrir a cura para a AIDS se concentravam nas proteínas da cápsula que envolve os vírus, mas devido sua alta taxa de variabilidade genética e diferenças nessas proteínas, hoje estas pesquisas se concentram em genes de indivíduos ou hospedeiros que são resistentes à infecção ou a progressão desta doença. Essas variações, que ocorrem em menor grau, no genoma do hospedeiro, em especial nos linfócitos T que produzirão essas moléculas com potencial de inibir a replicação do vírus, é um avanço muito importante para, por exemplo, usar técnicas de terapia gênica como alternativa de tratamento sem o uso de drogas, que em sua maioria produz vários efeitos colaterais, para AIDS. Essa terapia consiste em retirar as células com potencial de replicação e diferenciação (células-tronco) do individuo e implantar nelas genes com características de resistência ao vírus. Contudo, análises e monitoramento genético dos vírus também são importantes para a eficácia de tratamentos por uma combinação de drogas capazes de inibir diferentes etapas da replicação viral, afinal qualquer mutação viral pode se transformar em uma nova ameaça, driblando assim aquelas vias as quais eles eram bloqueados.

Portanto é através desta ampla variabilidade genética que cada um de nós carrega no DNA de nossas células, que permite, por exemplo, hoje eu estar aqui escrevendo este texto, ou à nossa espécie não estar extinta por grandes epidemias, como a AIDS.

Bibliografia

Host genes associated with HIV/AIDS: advances in gene discovery. Ping An e Cheryl A. Winkler. Revista Trends in Genetics, Vol. 26, nº 03, 2010.