Mais vírus que estrelas? De jeito nenhum!
POR ANJEANETTE ROBERTS
Tradução: Emerson de Oliveira
Existem 10 milhões de vezes mais vírus do que estrelas no universo. Mas se os vírus causam milhões de mortes humanas todos os anos, e muitos milhões ficam enojados com esses minúsculos parasitas predadores, por que Deus criaria essas coisas?
Quando outras pessoas aprendem que sou virologista, geralmente respondem a perguntas como “Os vírus estão vivos?” Quando eles descobrem que eu sou cristã, querem saber: “Por que Deus criaria vírus?” Essa pergunta pressupõe que os vírus são ruins, causando doenças, sofrimento e, às vezes, até a morte. Mas pintar as entidades orgânicas mais abundantes da Terra sob uma luz tão fraca é a única maneira de entendê-las?
Adoro abordar questões como essas que examinam mais profundamente os vírus e seus papéis na criação e nas doenças humanas, e seu uso como ferramentas para mitigar o sofrimento e muito mais. Darei uma palestra que abordará esse tópico na Conferência de Fé e Ciência da Universidade Evangel neste fim de semana. Mais tarde, gravarei para um RTB Live de 2017 ! DVD. Mas, por enquanto, aqui estão alguns dos destaques.
Os vírus estão vivos?
Os vírus são compostos de dois componentes básicos: proteínas e ácido nucleico (RNA ou DNA). (Alguns vírus têm um terceiro componente básico: um envelope lipídico.) Eles exibem uma incrível diversidade em tamanho, forma, estratégias de replicação, composição genômica, organização e nos tipos de células e animais que infectam. As estimativas sugerem que existem 1 a 3 milhões de vírus diferentes que infectam vertebrados. E um estudo em morcegos indica que mais de 90% dos vírus que infectam mamíferos ainda não foram identificados. 1 Apesar de uma enorme virodiversidade (uma frase que indica diversidade viral), todos os vírus compartilham uma coisa em comum: eles não podem se replicar ou produzir mais vírus por si mesmos. Exigem absolutamente uma célula viva para fornecer recursos, máquinas e energia para produzir e montar componentes virais na descendência viral.
Os vírus não podem colher nutrientes do ambiente. Eles sequestram máquinas celulares para síntese de proteínas e dependem de processos metabólicos celulares e enzimas para fornecer nucleobases e aminoácidos – blocos de construção para viriões de progênies. Os vírus também dependem de sistemas de transporte intracelular para muitas etapas na replicação e montagem viral. Sem células vivas, os vírus nunca seriam capazes de se reproduzir.
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O Sétimo Relatório do Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus afirma: “Os vírus não são organismos vivos”. 2 Apesar de não estarem vivos, os vírus carregam projetos para a produção de mais vírus. E esses projetos podem ser modificados. Alguns vírus podem ser projetados para incorporar genes estranhos em seus genomas virais. Outros podem pegar genes extras nas células hospedeiras durante a replicação e o empacotamento. Outros vírus ainda empacotam genomas defeituosos ou truncados que se tornam partículas interferentes, competindo com a produção de genomas virais completos em rodadas subsequentes de infecção. Embora os vírus não estejam vivos, eles acumulam mudanças ao longo do tempo e desempenham um papel crítico na história da vida na Terra e na manutenção da biodiversidade atualmente.
Quão abundantes são os vírus?
Os vírus não são apenas incrivelmente diversos, mas também incrivelmente abundantes. Eles superam todos os outros seres vivos por um fator de 10 a 1 ou mesmo 100 a 1 ou mais! A grande maioria infecta organismos unicelulares como bactérias e arquéias. Estima-se que existam 10 31 vírus na Terra, ou 10 milhões de vezes mais vírus do que estrelas no universo. Em seu livro A Planet of Viruses , Carl Zimmer oferece duas imagens conceituais para nos ajudar a compreender essa abundância de vírus: (1) adicione todos os vírus na Terra e eles equivaleriam ao peso de 75 milhões de baleias azuis e (2) alinhe todos os vírus de ponta a ponta e estenderão por 42 milhões de anos-luz. 3 São quase 17 viagens de ida e volta para a galáxia de Andrômeda! Considerando que a maioria dos vírus está na ordem de 0,1-0,01 mícrons, ou um milésimo da largura de um cabelo humano, são muitos vírus.
Se não fosse por vírus, bactérias e outros organismos unicelulares governariam a Terra, sequestrando todos os nutrientes e preenchendo todos os nichos ecológicos, impossibilitando maior vida e sobrevivência de organismos multicelulares. Os bacteriófagos (vírus que infectam bactérias e arquéias) matam 40 a 50% das bactérias nos oceanos da Terra diariamente. Isso libera uma abundância de moléculas orgânicas no ciclo biogeoquímico e na cadeia alimentar da Terra para a sobrevivência de outros organismos. Os bacteriófagos também ajudam a manter em equilíbrio os nichos ecológicos do planeta e os microbiomas do corpo, para que não sejam invadidos por bactérias. Se não fosse o equilíbrio entre replicação bacteriana e morte mediada por fagos, a Terra seria uma bola gigante de bactérias sem espaço ou fonte de alimento para outros organismos sobreviverem e prosperarem.
Portanto, a criação de Deus certamente incluiu bacteriófagos para manter a vida na Terra bem regulada, seja no intestino humano ou nos ciclos biogeoquímicos globais. Mas e os vírus que nos deixam doentes?
De onde vieram os vírus?
Historicamente, os vírus foram identificados devido às doenças que causaram (por exemplo, vírus da raiva, vírus do mosaico do tabaco, varíola). O advento da metagenômica mudou isso. Agora percebemos que a Terra está cheia de uma vasta gama e diversidade de vírus. Em todos os lugares onde encontramos a vida, encontramos vírus. No entanto, apenas uma fração muito pequena de vírus está associada a doenças humanas. Os vírus que infectam humanos, como todos os outros vírus, são de etiologia desconhecida. Além da criação direta, alguns subconjuntos de vírus podem se originar da ordem natural de decomposição. Muitos cientistas que consideram a origem dos vírus pensam neles em termos de rejeições celulares ou escapam de genes de organismos vivos que antes eram (ou atuais).
Acho interessante pensar nisso no contexto dos retrovírus. Os retrovírus endógenos (ERVs) são sequências altamente repetitivas nos genomas de muitos animais que se assemelham à sequência e organização genética dos retrovírus modernos. O paradigma predominante é que os ERVs são o resultado de infecções retrovirais antigas e eventos de inserção. No entanto, estamos descobrindo que alguns ERVs têm funções específicas e críticas de desenvolvimento nos genomas dos organismos que os abrigam. Parece uma suposição segura de que apenas uma fração das funções associadas de ERV foram identificadas até o momento, uma vez que foram amplamente inexploradas em capacidades funcionais e foram relegadas a montes de lixo evolutivo – mesmo que componham mais de 8% do genoma humano.
Alguns ERVs, como genes saltadores, se translocam para outros lugares no genoma. Alguns (mas não aqueles caracterizados em humanos) produzem vírus que podem ser transferidos de célula para célula ou de hospedeiro para hospedeiro. Talvez alguns ERVs sejam o resultado de infecções retrovirais antigas, mas talvez alguns ERVs sejam a fonte originária de vários retrovírus. Considerando que conhecemos tão pouco as seqüências genômicas altamente repetitivas de humanos e outros animais existentes, sem mencionar o conhecimento praticamente de elementos genômicos repetitivos em animais extintos, esse é pelo menos um cenário plausível para a origem de alguns vírus.
Eu admito que isso é um pouco exagerado à luz do dogma atual, mas está dentro do reino do possível, e sugere que outras rejeições celulares ou genes de escape de outros animais (por muito tempo extintos ou mesmo existentes e ainda não identificados ou ainda não identificados) descobertas) também podem sugerir várias outras origens de vírus.
Vírus: parte da queda ou providência de Deus?
Certamente, muitos vírus associados a doenças humanas têm origem animal. Esses vírus zoonóticos são transferidos para os seres humanos quando eles entram em contato com animais que abrigam o vírus, mesmo na ausência de doença. Não está claro quais os papéis que esses vírus podem ter na natureza antes de saltar para os hosts humanos. É possível que existam alguns para regular as populações de animais, semelhante à maneira como os bacteriófagos regulam as populações de bactérias. Também é possível que alguns tenham efeitos simbióticos na natureza (como alguns vírus de plantas) e apenas resultem em doenças quando a exposição e a transmissão a hospedeiros suscetíveis ocorrem a partir do manejo imperfeito da criação.
Os vírus podem até fazer parte da criação de Deus, fornecidos providencialmente para a nossa administração, pois fornecem uma matriz abundante de genes inexplorados e sistemas de entrega para enfrentar muitos dos desafios que enfrentamos na saúde e nas doenças humanas. Independentemente de suas origens (ou doenças associadas), muitos vírus já são aproveitados como ferramentas que permitem aos cientistas descobrir as chaves da biologia celular e mitigar doenças. Para citar apenas algumas maneiras pelas quais utilizamos os vírus, eles são utilizados em terapia gênica, terapia de câncer, edição de genes, produção de vacinas e administração de nanomedicina.
Portanto, embora alguns vírus sejam ruins, não podemos pintar todos os vírus com o mesmo pincel. Alguns certamente fizeram parte da ordem criada. Alguns podem estar associados à ordem natural da decadência ou à má administração da criação. Outros ainda estão sendo colhidos para mitigar doenças e sofrimento. Com uma abundância de vírus ainda desconhecidos, temos muito mais a descobrir.
Notas finais
- Simon J. Anthony et al., “Uma estratégia para estimar a diversidade viral desconhecida em mamíferos”, mBio 4 (setembro de 2013): e00598-13, doi: 10.1128 / mBio.00598-13 .
- Marc HV Regenmortel et al., Eds., Taxonomia de Vírus: Sétimo Relatório do Comitê Internacional de Taxonomia de Vírus (San Diego: Academic Press, 2000), 4.
- Carl Zimmer, Um Planeta de Vírus , 2ª ed.(Chicago: University of Chicago Press, 2015), p. 48.
