Não evoluímos para isto
Uma lição do reino animal sobre a razão pela qual a COVID-19 é tão mortal para os humanos.
Por Claudia Geib
Quando uma foca Weddell, nativa da Antárctida, desce 400 metros sob o gelo num dos seus mergulhos de uma hora, um conjunto de adaptações juntam-se para a manter viva. O ritmo cardíaco da foca abranda. A este ritmo, arderá através da sua reserva profunda de oxigénio - fornecido por volumes extra-grandes de sangue e hemoglobina - mais lentamente. Os músculos da foca libertam grandes reservas de oxigénio aprisionado de outra proteína, chamada mioglobina. Se os níveis de oxigénio se tornarem deficientes nos seus tecidos, causando hipoxia, as células podem utilizar os elevados níveis de glicogénio armazenado no seu coração e cérebro para iniciar o metabolismo anaeróbico, criando energia sem oxigénio. O fígado extra-grande do selo também detém o seu próprio armazenamento de glóbulos vermelhos ricos em oxigénio, como um tanque de mergulho de reserva. E à medida que os níveis de oxigénio descem muito abaixo dos níveis que deixariam um mergulhador humano inconsciente, um bom controlo das veias que oxigenam as células cerebrais da foca permite que esta nade sem ser afectada. Juntos, estes sistemas asseguram que a foca sobrevive a estes eventos intensamente hipóxicos uma e outra vez, mergulho após mergulho, durante as muitas décadas da sua vida.
Durante o último ano, os seres humanos em todo o mundo têm enfrentado um evento de intensa hipoxia própria: COVID-19. A diferença? O corpo humano nunca foi construído para sobreviver a restrições de oxigénio tão extremas. Esse facto torna-se especialmente acentuado quando se compara os humanos com os mamíferos marinhos mergulhadores.
Foi o que os investigadores fizeram num novo artigo publicado em Comparative Biochemistry and Physiology.1 Eles examinaram o que as extraordinárias capacidades de mergulho dos mamíferos marinhos podiam revelar sobre o que os humanos enfrentam quando contraem a SARS-CoV-2. A resposta que encontraram foi, de um modo geral, sombria: O corpo humano não tem praticamente nenhuma das salvaguardas que protegem um mamífero marinho quando os níveis de oxigénio se tornam baixos.
"Os mamíferos marinhos mostraram-nos que é necessária muita coordenação, de muitos tecidos, para fornecer toda essa protecção numa situação extrema", disse a co-autora Terrie Williams, professora na Universidade da Califórnia, Santa Cruz. "E a única coisa que nós, humanos, podemos fazer é garantir que não vamos estar numa situação em que o oxigénio se torna comprometedor". Infelizmente, é exactamente isso que esta doença faz".
A forma como a COVID-19 rouba os tecidos humanos de oxigénio é uma das suas características definidoras. O vírus invade o revestimento dos pulmões, incluindo os alvéolos, minúsculos sacos aéreos que captam o oxigénio de cada respiração e o passam rapidamente para a corrente sanguínea. Enquanto o sistema imunitário tenta combater o vírus, os pulmões e esses sacos de ar inflamam-se e enchem-se de líquido, paralisando a sua capacidade de transportar oxigénio para o sangue. Um estudo recente de doentes criticamente doentes da COVID-19 sugere que a insuficiência respiratória devida ao vírus "pode ser gerida de forma semelhante à insuficiência respiratória hipóxica" causada por outras doenças.
Muitos doentes da COVID-19 também sofrem de coagulação anormal do sangue, algo que os cientistas e médicos ainda têm dificuldade em explicar. Esta coagulação pode ser suficientemente grave para bloquear o oxigénio de chegar ao cérebro, causando um AVC isquémico. O cérebro e as células cardíacas, ao contrário de outros tipos de células, podem sobreviver apenas alguns minutos esfomeados de oxigénio antes de morrerem.
Esta cascata de hipoxia, lembrou Williams - que estuda a fisiologia tanto dos mamíferos mergulhadores como dos atletas humanos - das formas como os mamíferos marinhos tinham anteriormente iluminado as questões de saúde humana. As suas pesquisas sobre os corações dos golfinhos roazes e das focas Weddell ajudaram a explicar uma série de mortes súbitas entre os triatletas quando estes entraram na água no início de uma corrida: A súbita bofetada de água fria desencadeou um abrandamento instintivo dos seus corações, tal como aceleravam para o exercício. Estas descobertas ajudaram a mudar o formato de algumas raças.
Quando se trata da COVID-19, contudo, aplicar as lições dos mamíferos mergulhadores não é tão simples quanto isso. "Os mamíferos marinhos são este modelo maravilhoso, porque vivem uma vida que para nós parece apenas um assalto fisiológico contínuo", diz Chris McKnight, um investigador em anatomia comparativa no Scottish Oceans Institute of St. Andrews University, que não estava envolvido no trabalho. "Mas isso vem com a sua complexidade. Eles tiveram bastante tempo para desenvolver esses traços evolutivos ideais".
Mesmo assim, alguns investigadores estão a estudar como esses traços evoluíram para desenvolver tratamentos. Em particular, McKnight apontou para a investigação em curso no Instituto do Cancro da Universidade Duke. Os cientistas da Duke estão a estudar porque é que os mamíferos marinhos não mostram inflamação nos seus pulmões e outros órgãos quando lhes é negado oxigénio. Isto protege-os dos problemas que os pacientes humanos da COVID-19 têm no transporte de oxigénio para o sangue.
Jason Somarelli, professor assistente da Duke e investigador neste projecto, explicou num e-mail que a sua equipa está a estudar se as baleias podem ter perdido alguns genes através da evolução que lhes permitam dissociar a hipoxia e a inflamação. Se isso estiver certo, talvez seja possível um dia desenvolver uma droga que possa desligar artificialmente os mesmos genes nos seres humanos.
“It’s all possible, but part of getting the translation into treatment right is to encourage the biomedical community to pick up the idea that marine mammals may hold keys,” McKnight said. “I wouldn’t imagine there are a huge amount of human biomedical folks whose first stop would be marine mammals as a good place to look.”
To Williams, the lesson from marine mammals is one of caution: They show us just how much evolutionary protection is needed to protect the body from hypoxia, and how few concomitant safeguards humans have. She sees her paper as another way of flagging just how vital it is that people avoid contracting COVID-19 in the first place.
Foi o que os investigadores fizeram num novo artigo publicado em Comparative Biochemistry and Physiology.1 Eles examinaram o que as extraordinárias capacidades de mergulho dos mamíferos marinhos podiam revelar sobre o que os humanos enfrentam quando contraem a SARS-CoV-2. A resposta que encontraram foi, de um modo geral, sombria: O corpo humano não tem praticamente nenhuma das salvaguardas que protegem um mamífero marinho quando os níveis de oxigénio se tornam baixos.
"Os mamíferos marinhos mostraram-nos que é necessária muita coordenação, de muitos tecidos, para fornecer toda essa protecção numa situação extrema", disse a co-autora Terrie Williams, professora na Universidade da Califórnia, Santa Cruz. "E a única coisa que nós, humanos, podemos fazer é garantir que não vamos estar numa situação em que o oxigénio se torna comprometedor". Infelizmente, é exactamente isso que esta doença faz".
Muitos doentes da COVID-19 também sofrem de coagulação anormal do sangue, algo que os cientistas e médicos ainda têm dificuldade em explicar. Esta coagulação pode ser suficientemente grave para bloquear o oxigénio de chegar ao cérebro, causando um AVC isquémico. O cérebro e as células cardíacas, ao contrário de outros tipos de células, podem sobreviver apenas alguns minutos esfomeados de oxigénio antes de morrerem.
Esta cascata de hipoxia, lembrou Williams - que estuda a fisiologia tanto dos mamíferos mergulhadores como dos atletas humanos - das formas como os mamíferos marinhos tinham anteriormente iluminado as questões de saúde humana. As suas pesquisas sobre os corações dos golfinhos roazes e das focas Weddell ajudaram a explicar uma série de mortes súbitas entre os triatletas quando estes entraram na água no início de uma corrida: A súbita bofetada de água fria desencadeou um abrandamento instintivo dos seus corações, tal como aceleravam para o exercício. Estas descobertas ajudaram a mudar o formato de algumas raças.
Mesmo assim, alguns investigadores estão a estudar como esses traços evoluíram para desenvolver tratamentos. Em particular, McKnight apontou para a investigação em curso no Instituto do Cancro da Universidade Duke. Os cientistas da Duke estão a estudar porque é que os mamíferos marinhos não mostram inflamação nos seus pulmões e outros órgãos quando lhes é negado oxigénio. Isto protege-os dos problemas que os pacientes humanos da COVID-19 têm no transporte de oxigénio para o sangue.
Jason Somarelli, professor assistente da Duke e investigador neste projecto, explicou num e-mail que a sua equipa está a estudar se as baleias podem ter perdido alguns genes através da evolução que lhes permitam dissociar a hipoxia e a inflamação. Se isso estiver certo, talvez seja possível um dia desenvolver uma droga que possa desligar artificialmente os mesmos genes nos seres humanos.
To Williams, the lesson from marine mammals is one of caution: They show us just how much evolutionary protection is needed to protect the body from hypoxia, and how few concomitant safeguards humans have. She sees her paper as another way of flagging just how vital it is that people avoid contracting COVID-19 in the first place.
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