E no episódio especial da corrida evolutiva Rainha Vermelha de hoje, por que uma de nossas proteínas do sistema imune não ataca o HIV.

 

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Fonte: bored & extremely dangerous

 

Imunidade inata

ResearchBlogging.org

Em 2004, testando os genes de macaco reso para descobrir qual deles impedia o HIV de se replicar nas células deste macaco, uma vez que ele consegue infectá-las mas seu ciclo é interrompido, um grupo de pesquisa americano encontrou a responsável por isso: a proteína TRIM5α. Logo se descobriu que ela faz parte da família TRIM5, formada por várias proteínas envolvidas na chamada imunidade inata.

Imunidade inata recebe esse nome para constrastá-la com a imunidade adquirida. A imunidade adquirida depende da infecção acontecer, para que possamos produzir anticorpos contra quem a causou, como induzimos com a vacina. Já a imunidade inata independe de uma infecção prévia, e ataca o patógeno logo no início da infecção.

A TRIM5α por exemplo, se liga a uma proteína do capsídeo do HIV (a capa de proteínas que protege o material genético) e induz o desempacotamento precoce do vírus dentro da célula, o que acaba com o ciclo dele.

Assim, a TRIM5α age no momento da entrada do vírus, e muito mais rapidamente do que a imunidade adquirida. Ao passo em que quando os anticorpos começam a ser produzidos, o HIV já mutou o suficiente para não ser tão bem reconhecido. Por outro lado, os anticorpos estão sendo renovados e mutados o tempo todo, de maneira que podem reconhecer novos patógenos e melhorar o reconhecimento de antigos, enquanto as proteínas TRIM5 variam apenas entre indivíduos.

O que nos leva à pergunta: se nós também temos TRIM5α, por que não conseguimos bloquear o HIV?

 

Nosso passado nos condena

Não é apenas o macaco reso que consegue impedir o ciclo do HIV. Muitos macacos do Velho Mundo (primatas como o babuíno e o orangotango) o fazem. E comaparando as TRIM5α de outros primatas com a nossa, descobriu-se que um aminoácido era responsável por essa diferença, apenas um dos tijolos que compõe esta proteína. Enquanto humanos e chimpanzés possuem um aminoácido positivamente carregado na posição 332, a arginina, os macacos do Velho Mundo possuem aminoácidos neutros. Basta mutar nossa TRIM5α e trocar a arginina 332 por um aminoácido neutro para bloquear o ciclo do HIV.

Em compensação, conseguimos bloquear muito bem um outro retrovírus já extinto. – Quando um retrovírus infecta o hospedeiro, em algum momento de seu ciclo o material genético é transformado de RNA para DNA (a retrotranscrição, daí o seu nome) e ele é integrado ao genoma. De dentro do genoma do hospedeiro novos RNAs virais são produzidos. Em algumas ocasiões, um retrovírus pode ser integrado ao genoma de uma célula progenitora, um espermatozóide ou um óvulo, e ele acaba presente em todas as células do embrião. Nós temos vários destes retrovírus integrados em nosso genoma, são os chamados retrovírus endógenos.

Curiosamente, não temos o PtERV1. Seu nome vem do hospedeiro onde ele está integrado, o chimpanzé (Pan troglodytes), Pan troglodytes Endogenous Retrovirus 1. Ele também está no genoma do gorila, e a diversidade genética que ele apresenta indica que circulou há 3 ou 4 milhões de anos atrás, bem depois da separação dos humanos. Ou seja, ele infectou ativamente e se integrou ao genoma de chimpanzés e gorilas, mas não infectou os humanos que compartilhavam o mesmo ambiente naquele período. E uma possível causa é nossa TRIM5α.

Reconstituindo o capsídeo do PtERV1 e colocando-o em um outro vírus, descobrimos que nossa TRIM5α é muito eficiente em bloqueá-lo. E ao testar outras TRIM5α de primatas, ficou claro que nenhuma delas era capaz de impedir o PtERV1 e o HIV ao mesmo tempo. Ou a TRIM5α ataca bem um, ou outro (algumas vezes nenhum dos dois, mas nunca ambos). Pode ser que nunca tenhamos entrado em contato com o retrovírus de chimpanzés, mas é bastante tentador assumir que nossa imunidade inata foi capaz de detê-lo.

E talvez o HIV seja o preço que temos que pagar pelo sucesso do passado. Tudo indica que o HIV mudou seu capsídeo de forma que não é mais reconhecido por nossa TRIM5α. Mudamos nossas proteínas para atacar os retrovírus, mas eles também são capazes de mutar para evitá-las. Aliás, os retrovírus estão presentes em quase todos os primatas, e deixaram suas marcas na família TRIM5, mutações, deleções, inserções, aumento ou diminuição do número de cópias delas no genoma, e mais uma série de mecanismos geradores de diversidade. A assinatura que esperamos de uma competição evolutiva.

Infelizmente, na competição evolutiva da Rainha Vermelha, o sucesso de um hospedeiro em atacar seu patógeno dá margem para que um novo patógeno seja selecionado. Nesta dinâmica, estamos o tempo todo mudando para continuarmos atrasados, já que a evolução atua sobre o passado, e não pode prever o futuro. Assim, atualmente somos muito bem preparados para combater um retrovírus de milhões de anos atrás, e lidamos muito mal com outro de uma centena de anos.

 

Perpectivas

A descoberta da TRIM5α e da sua afinidade abre espaço para uma outra forma de atacar o HIV. Talvez, induzir a produção de uma nova TRIM5α capaz de recolhecê-lo, ou mutar a nossa TRIM5α  para isso possa ser uma alternativa. Embora modificar geneticamente um paciente ainda seja algo bastante controverso. E não podemos esquecer que estamos em uma competição evolutiva, onde o parasita sempre pode inovar também.

Fontes:

Kaiser SM, Malik HS, & Emerman M (2007). Restriction of an extinct retrovirus by the human TRIM5alpha antiviral protein. Science (New York, N.Y.), 316 (5832), 1756-8 PMID: 17588933 

Johnson, W., & Sawyer, S. (2009). Molecular evolution of the antiretroviral TRIM5 gene Immunogenetics, 61 (3), 163-176 DOI: 10.1007/s00251-009-0358-y
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