Os cientistas descobriram uma forma até então desconhecida de as anémonas do mar se defenderem contra os vírus, revelando que a evolução do sistema imunitário dos animais pode ser mais diversificada do que se acreditava anteriormente. A defesa recentemente identificada baseia-se numa proteína que se assemelha a uma das proteínas antivirais mais importantes nos seres humanos, mas faz o oposto do que é essencial para proteger o animal da infecção. As descobertas sugerem que a evolução desenvolveu múltiplas estratégias bem-sucedidas para combater vírus em todo o reino animal.
A pesquisa foi liderada pelo candidato a doutorado Ton Sharoni e pelo professor Yehu Moran da Universidade Hebraica de Jerusalém, em colaboração com cientistas da Universidade da Carolina do Norte em Charlotte. Ecologia e Evolução da Natureza. Isto desafia a ideia de longa data de que os animais herdaram um sistema antiviral central único de um ancestral comum e, em vez disso, aponta para múltiplas soluções evolutivas para resistir às infecções virais.
Um animal antigo oferece novas pistas sobre imunidade
Os vírus ameaçaram organismos vivos ao longo da história evolutiva. Nos humanos e em 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 investigar a idade desse mecanismo de defesa, 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 oferecem aos cientistas uma visão valiosa da evolução inicial da imunidade animal.
Durante a pesquisa, a equipe descobriu uma proteína até então desconhecida que chamaram de CARDIB (Card Inhibitor Binding Protein). No início, o CARDIB parecia notavelmente semelhante ao MAVS, levando os investigadores a acreditar que poderia desempenhar o mesmo papel antiviral que desempenha nos humanos.
Essa suposição rapidamente desmoronou.
“Tudo no CARDB sugeria que funcionaria 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 as defesas antivirais, o CARDIB normalmente as suprime.”
Uma proteína incrível que protege o sistema imunológico, desacelerando-o
A descoberta imediatamente levantou uma questão importante. Por que um animal suprimiria deliberadamente o seu próprio sistema imunológico?
Para descobrir, os pesquisadores usaram a edição genética CRISPR para remover o gene CARDIB das anêmonas do mar antes de serem expostas ao vírus.
Os resultados foram inesperados. Sem o CARDIB, as anêmonas do mar tornam-se muito mais suscetíveis à infecção. Os vírus multiplicaram-se mais rapidamente, os animais não conseguiram activar adequadamente as suas defesas antivirais e a sua capacidade de combater infecções foi drasticamente reduzida.
“Os resultados foram completamente opostos”, disse Sharoni. “Embora o CARDIB normalmente atue como um freio no sistema imunológico, esse freio parece ser essencial para a montagem de 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 tenham componentes moleculares que parecem semelhantes.
Garante a descoberta do ambiente natural
Os investigadores também queriam determinar se esta via imunitária recentemente identificada é importante fora das condições laboratoriais cuidadosamente controladas.
Para responder a esta questão, anêmonas do mar geneticamente modificadas foram transferidas de aquários de laboratório para mesocosmos marinhos ao ar livre abastecidos com água estuarina natural na Carolina do Sul. Isso expõe os animais a uma variedade de vírus e microorganismos encontrados em seu ambiente natural.
A diferença se torna aparente em poucos dias. As anêmonas do mar sem CARDIB e genes antivirais relacionados acumulam substancialmente mais vírus do que os animais não modificados. Os investigadores também descobriram que um gene imunitário que era apenas moderadamente importante em testes laboratoriais tornou-se claramente importante em condições ambientais naturais.
“Isto provou que o caminho que descobrimos não era apenas um fenómeno de laboratório”, disse Moran. “Desempenha um papel importante em ajudar estes animais a lidar com os desafios virais que enfrentam na natureza”.
Múltiplas soluções evolutivas para combater vírus
Os resultados sugerem que a evolução não se estabeleceu numa única estratégia antiviral universal. Em vez disso, diferentes grupos de animais podem desenvolver independentemente sistemas moleculares distintos para detectar vírus e prevenir 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 essas defesas de formas fundamentalmente diferentes”, acrescentou Moran.
A pesquisa também ressalta a importância de olhar além dos tradicionais animais de laboratório. Organismos antigos como as anémonas do mar podem abrigar inovações evolutivas que ficariam ocultas se os cientistas se concentrassem apenas nos humanos, roedores e outras espécies comummente estudadas.
À medida que os investigadores continuam a explorar a notável diversidade da vida, descobertas como estas revelam que a evolução tem encontrado repetidamente formas inesperadas de resolver alguns dos desafios mais fundamentais da biologia.
