Parasitas, bactérias e vírus têm sido o flagelo da humanidade desde que estamos aqui, mas as doenças remodelaram a nossa história e influenciaram a nossa evolução. Os parasitas ajudaram a dar ao nosso sistema imunológico o impulso necessário para começar a funcionar, e a humilde bactéria ajudou a ditar a forma que este planeta assumiu. Às vezes, parece que nós, humanos, somos simplesmente brinquedos em suas mãos, mas eles não são apenas forças caprichosas que nos jogam de um lado para o outro como bonecos de pano. Esses microrganismos também fizeram coisas incríveis para ajudar a humanidade.
10 Os vírus que transportamos para fora da África nos ajudaram a sobreviver
Graças à ciência da genética molecular viral, sabemos agora bastante sobre os insectos que nos infectaram ao longo do nosso caminho evolutivo, e descobrimos que estes caroneiros fizeram bastante para nos ajudar ao longo do caminho. Por exemplo, foi a pressão evolutiva que colocaram sobre o nosso sistema imunitário que o tornou tão robusto como é hoje. Além disso, os vírus podem ter desempenhado um papel na perda de receptores específicos que outrora possuímos na superfície das nossas células, aos quais os agentes infecciosos se podiam agarrar e utilizar para causar doenças. Ao livrar o corpo humano desta fonte de doenças, os vírus criaram um ambiente mais seguro para si próprios, beneficiando todos os envolvidos.
Mas também podem ter desempenhado um papel em garantir que, entre as espécies de hominídeos concorrentes, fosse o Homo sapiens que saísse vencedor. Enquanto a nossa espécie se desenvolvia, doenças e parasitas encorajavam a diversidade genética e eliminavam os inaptos. Assim que o primeiro Homo sapiens deixou o continente, eles trouxeram consigo seus agentes infecciosos e parasitas. Se você leu sobre a varíola na América do Norte e na Europa, sabe como isso acontece.
Embora não fosse o único fator, os parasitas virais se espalhariam para outros hominídeos como o Homo neanderthalensis (Neandertais), que não teriam tido nenhuma exposição anterior aos novos insetos e possuíam uma estrutura nasal menos eficiente na filtragem do ar. e manter novos vírus afastados. Eles teriam devastado outras espécies de hominídeos, porque os insetos estavam preparados para viver em ambientes semelhantes, mas os hominídeos não estavam preparados para recebê-los. Modelos demonstraram que se os neandertais tivessem uma taxa de mortalidade apenas 2% superior à dos humanos, isso teria sido suficiente para causar a sua extinção após 1.000 anos de competição. Embora a doença não fosse sem dúvida o único factor, certamente teria desempenhado um papel importante.
A maioria dos modelos de evolução das doenças humanas afirmam que estas evoluíram principalmente durante o Neolítico, depois de o homem ter saído de África e as populações terem aumentado, pelo que existem algumas evidências desta pressão viral selectiva. Muitos destes primeiros vírus tiveram tanto sucesso que os seus genes se tornaram literalmente parte do nosso ADN. Por exemplo, descobriu-se que o genoma humano contém genes do vírus borna que foram adquiridos há cerca de 40 milhões de anos. Na verdade, os cientistas isolaram cerca de 100.000 elementos de DNA humano provenientes de vírus, principalmente dentro do que é chamado de “DNA lixo”. Os vírus que constituem a maior parte do nosso DNA lixo são chamados de retrovírus endógenos e são tão parte de nós que um cientista recentemente trouxe um deles “de volta à vida” e até infectou hamsters e gatos com ele.
9 Usos médicos modernos de sanguessugas e larvas
Durante milhares de anos, a sanguessuga europeia ( Hirudo medicinalis ) foi utilizada na medicina para fins de sangria, tratando uma ampla gama de doenças, desde hemorróidas a infecções de ouvido. A prática remonta tão longe no tempo que uma pintura egípcia de 1500 aC retrata seu uso. Embora algumas nações nunca tenham parado de usá-las, a prática caiu em desuso no mundo ocidental com o conhecimento das bactérias e o subsequente foco na teoria dos germes para tratamento médico.
Nas décadas de 1970 e 1980, porém, as sanguessugas voltaram . Cirurgiões cosméticos e reconstrutores descobriram que eram um método eficaz para drenar o sangue de rostos inchados, olhos roxos, membros e dedos. Eles também são úteis para recolocar pequenas partes do corpo, como orelhas e retalhos de pele, porque retiram o sangue que poderia coagular e interromper o processo de cicatrização. As sanguessugas salvaram pessoas de amputações e podem até aliviar a dor da osteoartrite. Até os veterinários às vezes os usam.
As larvas, por outro lado, são a equipe de limpeza da natureza. Eles são ótimos para corroer carne morta ou infectada, revelando o tecido saudável abaixo em um processo chamado desbridamento. Eles também foram considerados um tratamento eficaz para úlceras, gangrena, câncer de pele e queimaduras, entre outras coisas.
Larvas e sanguessugas, por mais nojentas que sejam, são tão eficazes que a FDA as classificou como os primeiros “artigos médicos vivos” em 2010, abrindo caminho para toda uma indústria chamada bioterapia. Uma organização chamada Biotherapeutics Education and Research Foundation (BTERF) surgiu até para aumentar a conscientização sobre os novos usos dessas criaturas antigas, e há várias empresas que as vendem.
8 Parasitas e nosso sistema imunológico podem ter evoluído em conjunto para nos proteger contra alergias
Os pesquisadores que estudam os efeitos dos parasitas gastrointestinais criaram uma teoria surpreendente: depois que os parasitas colonizaram pela primeira vez o nosso sistema gastrointestinal, eles desenvolveram, ao longo de milhões de anos, a capacidade de suprimir o nosso sistema imunológico. Ao mesmo tempo, os nossos próprios corpos evoluíram para compensar parcialmente o efeito.
A parte surpreendente, e o que isto significa para a saúde humana, é que, uma vez que os parasitas e microrganismos inofensivos presentes na água e no solo tenham sido em grande parte removidos do seu ambiente natural dentro de nós, nos países desenvolvidos, através do uso da medicina moderna, os nossos sistemas imunitários na verdade compensam em excesso. pela sua perda, levando a alergias e até mesmo ao aumento das chances de asma e eczema.
Esta hipótese dos “velhos amigos” (por vezes referida como “hipótese da higiene”, embora na verdade seja mais uma teoria complementar) ganhou mais apoio nos últimos anos à medida que identificamos novas formas como os microrganismos nos ajudaram a sobreviver ao longo dos tempos. Ensaios clínicos foram realizados usando vermes para testar contra esclerose múltipla, DII e alergias.
O principal proponente da hipótese dos velhos amigos é Graham AW Rook, da University College London. Ele propôs isso pela primeira vez em 2003 e, desde então, também tem sido proposto como uma possível causa de algumas formas de estresse e depressão.
Algumas pessoas levaram a hipótese dos velhos amigos à sua conclusão lógica final: se a remoção dos nossos parasitas da sociedade levou a problemas de saúde, deveríamos colocá-los de volta. Em 2008, o professor de neurologia da Universidade de Wisconsin, John Fleming, conduziu um estudo clínico no qual infectou pacientes com esclerose múltipla com vermes parasitas para testar sua eficácia contra a doença. Durante um período de três meses, os pacientes que apresentavam uma média de 6,6 lesões ativas ao redor das células nervosas do cérebro foram reduzidos para uma média de duas. Quando o ensaio terminou, o número de lesões subiu para 5,8 em dois meses. Em ensaios anteriores, os parasitas pareciam ter efeitos positivos também sobre a colite ulcerosa e a doença de Crohn.
A terapia parasitária ainda está em fase experimental e provavelmente tem efeitos negativos que superam os positivos. A partir de agora, o FDA classificou os vermes como produtos biológicos que não podem ser vendidos até que sejam comprovados como seguros. Apenas uma espécie, Trichuris suis , foi aprovado para testes sob o status de Novo Medicamento Investigacional (IND).
7 Viroterapia
Um dos ramos mais interessantes e promissores da medicina nas últimas décadas é a viroterapia, uma técnica biotecnológica para reprogramar vírus para tratar doenças. Em 2005, investigadores da UCLA anunciaram que tinham transformado um dos inimigos mais mortais da humanidade num assassino do cancro quando reprogramaram uma estirpe modificada do VIH para caçar e destruir células cancerígenas. Na mesma época, pesquisadores da Clínica Mayo em Rochester, Minnesota, modificaram o vírus do sarampo para fazer o mesmo.
A técnica é semelhante à usada para criar plantas geneticamente modificadas, na medida em que um vírus é usado como veículo de entrega de genes. Há muito que é reconhecido como o meio mais eficiente de transferência de genes. Este sistema é utilizado para a produção de proteínas úteis em terapia genética e tem grande potencial para o tratamento de doenças imunológicas como hepatite e HIV.
Sabe-se que os vírus têm potencial para tratar o cancro desde a década de 1950, mas o advento da quimioterapia retardou o seu progresso. Hoje, a viroterapia está provando ser extremamente eficaz contra tumores sem prejudicar as células saudáveis ao seu redor. Os ensaios clínicos de viroterapia oncolítica demonstraram baixa toxicidade e sinais promissores de eficácia. Em 2013, um medicamento chamado talimogene laherparepvec (TVEC) tornou-se o primeiro medicamento baseado num vírus que mata tumores a ter sucesso em testes de fase final.
Um dos maiores desafios que os investigadores enfrentam é como entregar o vírus onde ele fará o maior bem antes que o corpo o reconheça como um intruso e monte uma defesa. A pesquisa atual está procurando encontrar “portadores” direcionados ao tumor células que possam transmitir o vírus sem que a célula ou o vírus percam suas funções biológicas normais.
6 Usando vírus para curar infecções bacterianas
Bacteriófagos são vírus que atacam especificamente bactérias . Reconhecidos pela primeira vez por Frederick Twort em 1915 e Felix d’Herelle dois anos depois, eles têm sido usados para estudar muitos aspectos dos vírus desde a década de 1930. Eles são especialmente comuns no solo, onde muitas espécies de bactérias vivem.
Como os fagos perturbam o metabolismo das bactérias e as destroem, há muito se reconhece que eles poderiam desempenhar um papel no tratamento de uma ampla gama de doenças bacterianas. Porém, devido à inovação dos antibióticos, a terapia fágica foi praticamente arquivada até que o surgimento de bactérias resistentes aos antibióticos gerou um interesse renovado no campo.
Uma espécie individual de fago geralmente só é eficaz contra uma pequena variedade de bactérias ou mesmo uma espécie específica (sua espécie hospedeira primária), o que foi originalmente visto como uma desvantagem. À medida que aprendemos mais sobre os aspectos benéficos da nossa flora natural, esta passou a ser reconhecida como a vantagem que é. Ao contrário dos antibióticos, que tendem a matar bactérias indiscriminadamente, os bacteriófagos podem atacar os organismos causadores de doenças sem prejudicar quaisquer outras bactérias que vivam dentro de nós.
Embora as bactérias possam desenvolver resistência tanto aos antibióticos como aos fagos, demora apenas algumas semanas, em vez de alguns anos, para desenvolver novas estirpes de fagos. Os fagos também podem ter mais facilidade para penetrar no corpo e localizar seu alvo e, uma vez destruída a bactéria alvo, eles param de se reproduzir e logo morrem.
5 Vacinas
A partir da década de 1790, quando Edward Jenner desenvolveu a primeira vacina do mundo contra a varíola, utilizando uma estirpe menos virulenta chamada varíola bovina para inocular pacientes, as vacinas salvaram incontáveis milhões de vidas. Desde então, vários tipos diferentes de vacinas foram desenvolvidos. As vacinas atenuadas ou “vivas” utilizam vírus vivos que foram enfraquecidos ou alterados para não causarem doenças, enquanto as vacinas inactivadas ou “mortas” contêm microrganismos mortos ou toxinas que são normalmente utilizadas contra infecções bacterianas. Algumas vacinas – incluindo vacinas de subunidades e conjugadas, bem como vacinas recombinantes e geneticamente modificadas – utilizam apenas um segmento do agente infeccioso.
Quando uma vacina é injetada, o patógeno entra em ação, mas não há quantidade suficiente para se replicar na velocidade necessária para se estabelecer. O corpo monta uma resposta imunológica, matando o patógeno ou decompondo a toxina responsável pela doença. O sistema imunológico do corpo agora sabe como combater a doença e “lembrará” se a encontrar novamente. Em outras palavras, os cientistas descobriram como fazer com que um patógeno ajude seu próprio alvo a se defender dele. Eles até deram os primeiros passos no desenvolvimento de vacinas para diversas formas de câncer , com três vacinas aprovadas pelo FDA para o vírus da hepatite B (que causa câncer de fígado), papilomavírus humano tipos 16 e 18 (que causa câncer cervical) e metastático. câncer de próstata em alguns homens.
Graças às vacinas, diversas doenças foram virtualmente extintas. A varíola é o exemplo mais famoso, mas a poliomielite, embora não totalmente erradicada, vem em segundo lugar. Várias outras doenças poderiam já ter desaparecido se as vacinas não fossem tão difíceis de encontrar nas nações subdesenvolvidas que ainda lutam contra elas. As coisas estão a piorar em vez de melhorar, com as doenças a chegarem de uma fonte inesperada: ocidentais ricos e instruídos que deveriam saber mais.
Infelizmente, o movimento antivacinação está a regressar em regiões onde estas doenças estavam outrora controladas. Antes da introdução da vacina contra o sarampo em 1963, aproximadamente 500.000 pessoas eram infectadas por ano nos EUA, 500 das quais – a maioria crianças – acabavam mortas. Em 1983, havia apenas 1.497 casos notificados e, após um breve ressurgimento nas décadas de 80 e 90, os casos notificados caíram para apenas 37 em 2004. Depois que o movimento antivacinação começou a ganhar força, 118 casos foram notificados nos EUA. sozinho em 2011. Esse número continua crescendo, alimentado por viajantes vindos de áreas com taxas mais altas e encontrando menos resistência. A tosse convulsa, que antes se pensava ter desaparecido para sempre nos EUA, também está aumentando.
4 Decomposição de resíduos bacterianos
Algumas das menores e mais simples criaturas da Terra desempenham alguns dos papéis mais importantes na salvaguarda de toda a vida. As bactérias têm talvez o papel mais importante de todos: decompor e reciclar resíduos.
Os restos mortais de animais e plantas, juntamente com os excrementos de todos os organismos, contêm nutrientes vitais e energia armazenada. Porém, sem uma forma de recuperar estes nutrientes, as fontes disponíveis esgotar-se-iam rapidamente. Felizmente, muitas espécies bacterianas alimentam-se destas fontes de energia, decompondo-as nas suas moléculas mais pequenas e devolvendo-as ao solo, onde voltam a entrar na cadeia alimentar.
Por mais útil que esse processo já seja, os humanos encontraram muitas maneiras de explorá-lo para obter ainda mais vantagens. As bactérias são usadas no tratamento de esgoto, na gestão de resíduos industriais e na limpeza de derramamentos de óleo, vazamentos de produtos farmacêuticos e águas residuais. Eles também têm sido úteis no desenvolvimento da aquicultura, no controle de algas e em banheiros sem água. Pesquisadores e engenheiros estão atualmente analisando seu uso potencial na produção de bioplásticos, colas e materiais de construção ecologicamente corretos. Eles podem até ser usados para decompor resíduos plásticos .
3 Morreríamos rapidamente sem nossas bactérias intestinais
Mal compreendida até recentemente (e ainda há muita pesquisa a ser feita), a bactéria natural que vive em nossos intestinos trabalha com nosso sistema imunológico para expulsar patógenos, produzir vitamina K, estimular o peristaltismo e, talvez o mais importante, digerir nossa comida. Sem as nossas bactérias intestinais, não seríamos capazes de realizar nenhuma dessas funções e morreríamos rapidamente.
Quanto mais aprendemos sobre cepas benéficas de bactérias intestinais , mais podemos incorporar esse conhecimento em uma vida saudável. Depois que foi determinado que certas bactérias intestinais podem desempenhar um papel na obesidade, os probióticos se tornaram moda. Probióticos são bactérias que residem em alimentos fermentados e agora são vendidos como suplementos. Bactérias como algumas espécies de bifidobactérias , encontradas na maioria dos iogurtes, podem criar um ambiente altamente ácido no qual microrganismos menos benéficos não conseguem sobreviver. Alimentos gordurosos e estresse também podem desempenhar um papel na saúde da flora estomacal, matando bactérias benéficas e favorecendo as mais nocivas que causam gases, inchaço e “síndrome do intestino permeável”.
Num grande avanço no estudo das nossas bactérias intestinais e do que elas fazem, uma equipa de investigadores chineses e dinamarqueses desenvolveu recentemente uma nova forma de identificar estes microrganismos utilizando dados de sequências de ADN. Eles identificaram mais de 500 espécies de bactérias benignas e 800 novas espécies de vírus que poderiam viver delas, proporcionando esperança para novas formas de tratar doenças associadas a elas, como diabetes, obesidade e asma.
2 As bactérias da pele servem como nossa primeira linha de defesa do sistema imunológico
No momento em que você saiu do ventre de sua mãe, você foi atacado. Eles emboscaram você em poucos instantes e colonizaram cada centímetro de sua pele, e estão com você desde então. Eles são procariontes e outras bactérias, e sem a parceria evolutiva que os humanos estabeleceram com eles há milhões de anos, você estaria morto logo após nascer.
Uma das bactérias cutâneas mais comuns é o Staphlococcus epidermis , um vírus que agora sabemos que desempenha um papel no combate à Leishmania major , a causa de uma doença desagradável chamada leishmaniose, que resulta em furúnculos na pele e feridas abertas que não cicatrizam. O inseto bom desencadeia uma resposta imunológica chamada IL-1 que o corpo não consegue produzir por conta própria, tornando o Staphlococcus uma parte necessária do corpo humano, tão vital para a nossa existência quanto qualquer órgão.
Os procariontes, que também colonizam o trato digestivo, cobrem todas as superfícies externas da pele. Juntamente com o resto da nossa microbiota benéfica da pele, eles tornaram-se parte de nós quando começaram a competir com microrganismos menos benevolentes por bens imóveis. Juntamente com as células imunológicas da nossa pele, elas nos protegem contra bactérias patogênicas e fungos oportunistas que tentam invadir. Isso permite que nossos corpos gastem menos energia defendendo nosso exterior e se concentrem mais em coisas como combater vírus e células pré-cancerosas.
Embora ainda haja muito a aprender antes de podermos realmente utilizar este conhecimento nos nossos regimes de saúde, já estamos a olhar para um futuro que envolve a utilização propositada de bactérias da pele. Uma start-up com sede em Massachusetts chamada AOBiome, por exemplo, criou um spray corporal feito de bactérias quimioautotróficas cultivadas vivas chamadas Nitrosomonas . Eles afirmam que seu spray pode “reabastecer as bactérias saudáveis da pele” e até mesmo substituir o banho , já que as bactérias vivem da amônia do nosso suor.
1 A vida como a conhecemos não existiria sem as cianobactérias
Cianobactéria , ou algas verde-azuladas, são possivelmente as espécies ainda vivas mais antigas da Terra, com fósseis que datam de 3,5 mil milhões de anos. São bactérias unicelulares que crescem em colônias e, se não fosse por elas, você não estaria aqui, nem quase todas as outras formas de vida.
As cianobactérias foram os primeiros fotossintetizadores do mundo. Eles usaram a energia do sol junto com produtos químicos nos oceanos primordiais e nitrogênio inerte na atmosfera para produzir seus alimentos. Como produto residual, geraram oxigénio, um veneno para praticamente todas as outras formas de vida da época e a causa dos primeiros eventos de extinção em massa. Durante um período de aproximadamente 300 milhões de anos, toda esta geração de oxigénio ajudou a formar a atmosfera tal como a conhecemos, durante as eras Arqueana e Proterozóica.
Essa não foi a única maneira pela qual essa bactéria deu início à vida como a conhecemos. Em algum momento durante o Proterozóico ou início do Cambriano, eles formaram uma relação simbiótica com certas células eucariotas, produzindo alimento para a célula em troca de um ambiente estável para chamar de lar. Estas foram as primeiras plantas, bem como a origem das mitocôndrias eucarióticas, essenciais para a vida animal. Este evento verdadeiramente titânico é agora conhecido como endossimbiose.
Embora várias formas de cianobactérias sejam tóxicas, uma espécie chamada Spirulina era uma importante fonte de alimento para os astecas e consumida regularmente por muitas nações asiáticas. Hoje, é frequentemente vendido em pó ou comprimido como suplemento alimentar saudável.
