Os cientistas descobriram uma forma até então desconhecida pela qual as anémonas do mar se defendem contra os vírus, mostrando que a evolução do sistema imunitário dos animais pode ser muito mais diversificada do que se pensava anteriormente. A defesa recentemente identificada baseia-se numa proteína que se assemelha muito a uma das proteínas antivirais mais importantes nos seres humanos, mas desempenha a função oposta, mas é necessária para proteger o animal da infecção. As descobertas sugerem que a evolução criou mais de uma estratégia bem-sucedida de combate aos vírus em todo o reino animal.
A pesquisa, liderada pelo Ph.D. Ton Sharoni e o professor Yehu Moran da Universidade Hebraica de Jerusalém, em colaboração com cientistas da Universidade da Carolina do Norte em Charlotte, foi publicado em Ecologia da natureza e evolução. Desafia a ideia de longa data de que os animais herdaram um único sistema antiviral básico de um ancestral comum e, em vez disso, aponta para múltiplas soluções evolutivas para combater infecções virais.
Animal antigo oferece novas pistas sobre imunidade
Os vírus ameaçaram organismos vivos ao longo da história evolutiva. Em humanos e outros vertebrados, uma das principais defesas antivirais do corpo depende de uma proteína chamada MAVS. Quando um vírus é detectado, o MAVS ajuda a ativar o sistema imunológico para que ele possa responder à infecção.
Para descobrir quantos anos esse sistema de defesa pode ter, os pesquisadores estudaram anêmonas do mar. Esses antigos animais marinhos se separaram da linha evolutiva que levou aos humanos há mais de 600 milhões de anos. Por serem parentes próximos dos corais e das águas-vivas, as anêmonas do mar fornecem aos cientistas informações valiosas sobre a evolução inicial da imunidade animal.
Durante a pesquisa, a equipe descobriu uma proteína até então desconhecida, que batizou de CARDIB (CARD Inhibitor Binding protein). Inicialmente, o CARDIB parecia muito semelhante ao MAVS, levando os investigadores a acreditar que poderia ter o mesmo papel antiviral que nos humanos.
Essa suposição rapidamente entrou em colapso.
“Tudo no CARDIB sugere que deveria funcionar como o MAVS”, disse o professor Yehu Moran, chefe do Departamento de Ecologia, Evolução e Comportamento da Universidade Hebraica. “Em vez disso, descobrimos que faz exatamente o oposto. Em vez de ativar a defesa antiviral, o CARDIB geralmente a suprime.”
Uma proteína incrível que protege ao desacelerar o sistema imunológico
A descoberta imediatamente levantou uma questão importante. Por que um animal suprimiria deliberadamente a sua própria resposta imunológica?
Para descobrir, os pesquisadores usaram a edição genética CRISPR para remover o gene CARDIB das anêmonas do mar antes de expô-las aos vírus.
Os resultados foram inesperados. As anêmonas do mar sem CARDIB tornaram-se muito mais suscetíveis à infecção. Os vírus reproduziram-se mais rapidamente, os animais foram incapazes de activar adequadamente as suas defesas antivirais e a sua capacidade de combater infecções foi drasticamente reduzida.
“Os resultados foram completamente irracionais”, disse Sharoni. “Embora o CARDIB atue como um freio ao sistema imunológico em condições normais, esse freio parece ser importante para gerar uma resposta antiviral eficaz”.
No geral, as experiências mostraram que as anémonas do mar dependem de uma via antiviral que é fundamentalmente diferente daquela utilizada pelos humanos, embora ambos os sistemas contenham componentes moleculares que parecem notavelmente semelhantes.
O ambiente natural confirma a descoberta
Os investigadores também queriam determinar se esta via imunitária recentemente descoberta tem significado fora das condições laboratoriais cuidadosamente controladas.
Para responder a esta questão, anémonas-do-mar geneticamente modificadas foram transferidas de aquários de laboratório para mesocosmos marinhos abertos abastecidos com água estuarina natural na Carolina do Sul. Isso expôs os animais a uma ampla gama de vírus e microorganismos encontrados em seu ambiente normal.
A diferença ficou aparente depois de alguns dias. As anêmonas do mar sem CARDIB e genes antivirais associados acumularam significativamente mais vírus do que os animais não modificados. Os investigadores também descobriram que um gene imunitário que parecia ser apenas moderadamente importante em testes laboratoriais tornou-se claramente importante no ambiente natural.
“Isto demonstrou que o caminho que descobrimos não é apenas um fenómeno de laboratório”, disse Moran. “Isto desempenha um papel fundamental para ajudar estes animais a lidar com os desafios virais que enfrentam na natureza”.
Várias soluções evolutivas para combater vírus
As descobertas mostram que a evolução não parou numa estratégia antiviral única. Em vez disso, diferentes grupos de animais podem ter desenvolvido independentemente diferentes sistemas moleculares para detectar vírus e impedir a sua propagação.
“Tanto os humanos como as anémonas-do-mar precisam de protecção contra vírus, mas este trabalho mostra que a evolução pode orquestrar esta protecção de formas fundamentalmente diferentes”, acrescentou Moran.
A pesquisa também destaca a importância de mais do que os tradicionais animais de laboratório. Organismos antigos como as anémonas-do-mar podem abrigar inovações evolutivas que permaneceriam ocultas se os cientistas se concentrassem apenas em humanos, ratos e outras espécies comumente estudadas.
À medida que os investigadores continuam a explorar a notável diversidade da vida, descobertas como estas mostram que a evolução encontrou repetidamente formas inesperadas de resolver alguns dos problemas mais fundamentais da biologia.
