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Genômica

Na trilha da vacina

Brasileiros seqüenciam genoma da bactéria causadora da leptospirose e pedem a patente de 24 proteínas

Eduardo CesarEsgoto a céu aberto: contato com água contaminada amplia o risco de transmissão da leptospiroseEduardo Cesar

Quem leu a edição de 24 de abril da revista inglesa Nature, uma das mais influentes publicações científicas, verificou que uma equipe do Centro de Genoma Humano Chinês, de Xangai, havia seqüenciado o genoma completo da variedade Lai da Leptospira interrrogans, a mais comum da bactéria causadora da leptospirose naquele país. Transmitida ao homem pela urina de roedores e outros animais infectados com o patógeno, a leptospirose é considerada a mais disseminada das zoonoses, as doenças que os bichos transmitem aos seres humanos, especialmente em áreas rurais de clima quente.

Tocado por cientistas de uma nação em desenvolvimento de fora do eixo Europa-Estados Unidos, o trabalho do grupo asiático era, sem dúvida, de relevância internacional. Mas, para os brasileiros, a notícia mais importante sobre a leptospirose não vem do Extremo Oriente, tampouco chegou às páginas de alguma publicação – e era, até agora, mantida em sigilo. Trabalhando com discrição, num projeto concorrente à empreitada chinesa, um time de pesquisadores do Instituto Butantan, de São Paulo, com a colaboração de colegas da filial baiana da Fundação Osvaldo Cruz (Fiocruz) e de universidades paulistas, também terminou o seqüenciamento integral do genoma de outra linhagem da L. interrogans, denominada sorovar Copenhageni, responsável pela maioria dos casos humanos da doença no Brasil.

Pesquisa integrada
Na verdade, o grupo brasileiro fez mais do que simplesmente desvendar a estrutura molecular de um patógeno similar ao mapeado pelos cientistas de Xangai. Deu também um passo certeiro para firmar uma promissora linha de pesquisa com o intuito de desenvolver melhores formas de profilaxia e diagnóstico da leptospirose humana, principal objetivo do projeto. Isso porque, em fevereiro de 2002, um ano e dois meses antes de os chineses terem publicado seu artigo na Nature, os cientistas do Butatan pediram nos Estados Unidos a patente de 24 genes – e suas respectivas proteínas – identificados no trabalho de seqüenciamento e análise do genoma do sorovar Copenhageni, executado pelo AEG, a rede pública de laboratórios paulistas especializada em genomas da área agronômica e ambiental.

“Essas proteínas podem ser úteis para o desenvolvimento de uma vacina contra a leptospirose humana (hoje não há nenhuma) ou de testes mais eficientes para o diagnóstico das diferentes formas sorológicas da doença”, afirma Ana Lucia Tabet Oller do Nascimento, do Butantan, coordenadora do projeto com a L. interrogans, financiado pela FAPESP. Tal hipótese se baseia em testes preliminares em laboratório que mostraram que esse grupo de 24 proteínas reage ao contato com o soro sangüíneo de pessoas ou ratos infectados com leptospirose. A resposta ao pedido de patente, cujos direitos são extensivos ao Brasil, deve sair no próximo ano.

Estudo comparativo
Os pesquisadores do Butantan acabam de concluir um artigo científico comparando os genomas das duas variedades de L. interrogans. Muitas das informações do trabalho, que foi submetido a uma grande revista internacional e aguarda um sinal verde para sua publicação, ainda são confidenciais. Mas alguns dados gerais, resultantes dessa confrontação, já podem ser divulgados. As duas seqüências genéticas apresentam quase o mesmo tamanho. O sorovar Lai tem quase 4,7 milhões de pares de bases (as unidades químicas que constituem o código genético), divididos em dois cromossomos circulares, um grande e outro pequeno. O Copenhageni apresenta uma estrutura quase análoga, também com dois cromossomos, só que apresenta cerca de 60 mil pares de bases a menos do que a cepa estudada pelos asiáticos.

A maior distinção entre as duas variedades diz respeito ao seu provável número de genes e respectivas proteínas. Em seu estudo, os chineses contaram 4.727 genes e um número semelhante de proteínas no sorovar Lai. Trabalhando com o sorovar Copenhageni, os brasileiros contabilizaram cerca de 3.700 genes ou proteínas. É uma diferença considerável para dois genomas aparentemente tão próximos. “Não acreditamos que haja tantas proteínas a mais no Lai em relação ao Copenhageni”, afirma a bioquímica Elizabeth Angélica Leme Martins, do Butantan, colaboradora do projeto.

“Pelas nossas análises, esse número deve ser bem menor, em torno de 200 proteínas.” Outra contribuição da equipe do Butatan, que também conta com a participação de Paulo Lee Ho e Luciana Leite, foi a descoberta de 250 novas proteínas de superfície no sorovar Copenhageni. Essas proteínas ficam na membrana das células do patógeno e está em contato direto com o hospedeiro, homem ou animal infectado pela L. interrogans. Entre esse grupo de proteínas, destacou-se um conjunto menor, de 174 lipoproteínas, que podem ter um maior envolvimento no processo de infecção causado pela bactéria. “Antes de nosso trabalho, apenas dez lipoproteínas haviam sido identificadas na L. interrogans “, diz Ana Lucia. “Os chineses descreveram poucas proteínas desse tipo.”

Nas cidades
Diferentemente do sorovar Lai, típico das alagadiças plantações de arroz da Ásia, palco de grande parte das ocorrências da doença na China, a cepa Copenhageni é a principal responsável pela incidência da leptospirose humana no Brasil, onde houve pouco mais de 46 mil casos confirmados entre 1987 e 2001, com uma taxa anual de mortalidade de 6,5% a 20% dos infectados. Aqui, em vez de ser um problema associado ao campo, a moléstia tem um caráter mais metropolitano. Nas cidades, as pessoas costumam pegar a doença em áreas sem saneamento básico, com lixo acumulado (que atrai ratos) e esgoto a céu aberto, ou na época das enchentes deverão, quando as vias públicas se transformam em córregos imundos e aumenta o risco de contato com água ou terra contaminada pela urina de roedores infectados pela bactéria. O rato de esgoto (Rattus norvegicus), um habitante quase tão urbano quanto o homem moderno, é o principal hospedeiro do sorovar Copenhageni da L. interrogans.

Uma vez infectado, o homem pode demorar de dois a 30 dias para desenvolver os sintomas mais comuns decorrentes da presença da bactéria em seu organismo: febre, dor de cabeça, calafrios, vômitos, náuseas e mal-estar geral. Se não tratada com antibióticos, normalmente penicilina ou doxiciclina, a L. interrogans pode afetar rins e fígado e, em casos extremos, levar à morte. Como sua manifestação clínica não difere muito dos sintomas desencadeados por outras doenças conhecidas, como dengue e febre amarela, a leptospirose é, não raro, confundida com outras enfermidades. Para chegar a um diagnóstico com um grau mínimo de confiabilidade, é necessário fazer testes laboratoriais com sangue ou urina do caso suspeito. “Às vezes, mesmo com esses exames, não se consegue precisar qual é o sorovar responsável pela infecção”, comenta a Ana Lucia.

Pode parecer um detalhe determinar o sorovar de L. interrogans responsável por uma infecção. Mas essa impressão é falsa. Conhecer a variedade da bactéria que desencadeia a doença numa pessoa ajuda a prever a evolução da infecção, visto que há cepas mais e menos agressivas, e é de fundamental importância para a criação de uma vacina contra doença. Isso é ainda mais verdadeiro no caso desse patógeno. Há cerca de 250 sorovares conhecidos de L. interrogans, com graus variáveis de características comuns. Diferenciar um tipo do outro nem sempre é fácil. Do ponto de vista de sua morfologia, de sua aparência externa vista com o auxílio de um microscópio eletrônico, as variedades podem ser consideradas idênticas. Todas são finas e alongadas, com formato em espiral, sem parede celular rígida. “Não dá para distinguir as variedades apenas pela morfologia”, explica Elizabeth.

O problema é que, se sua constituição física não muda de acordo com o sorovar, outros parâmetros estão longe de ser sempre iguais ou semelhantes nas diversas formas da bactéria. O grau de patogenicidade, local de ocorrência geográfica, hospedeiros mais comuns e vítimas preferenciais (homem ou outro animal, como cão, boi ou roedores) podem variar muito em função da cepa da L. interrogans.

Certas formas da bactéria, por exemplo, causam leptospirose apenas no homem, outras infectam somente os animais e ainda existem as que atacam ambos. A Copenhageni e a Lai estão entre as variedades mais virulentas da L. interrogans que atacam o ser humano. No trabalho de comparação do genoma dessas duas cepas, os pesquisadores do Butantan acreditam ter identificado duas proteínas presentes apenas na variedade seqüenciada no Brasil – e envolvidas na síntese de polissacarídeos, um tipo de açúcar – que podem facilitar o processo de diferenciação dos sorovares. “Se confirmado, esse dado também pode ser importante para a compreensão da grande variação antigênica das Leptospiras “, prevê Ana Lucia.

Variedade brasileira
A principal implicação clínica da grande diversidade de patógenos causadores da leptospirose é a existência de múltiplos antígenos associados à doença, cada um deles ligeiramente diferente dos outros. Qualquer substância reconhecida pelo organismo como de origem externa ou capaz de lhe oferecer perigo é chamada de antígeno. Para se defender desse potencial agente agressor, normalmente uma ou mais proteínas, o sistema imunológico produz defesas específicas (anticorpos) contra o antígeno que lhe ameaça. No caso da leptospirose, devido ao número elevado de sorovares da bactéria causadora da doença, ter anticorpos contra uma variedade de L. interrogans não confere, necessariamente, proteção contra as demais formas do patógeno.

Num cenário ideal, a vacina perfeita contra leptospirose deveria conferir proteção imunológica contra todas as formas da bactéria, ou pelo menos as mais disseminadas. No entanto, o máximo que se obtém, em muitos casos, é um produto mais focado e específico, capaz de impedir a infecção provocada por um ou alguns tipos de sorovares e que se mostra inócuo para outras formas do patógeno. Os países que pesquisam mais a fundo a leptospirose, que são poucos, tendem a focar seus trabalhos nas variedades mais importantes localmente.

Além de China e Brasil, que seqüenciaram sorovares distintos de L. interrogans, os australianos estudam o material genético de outra cepa dessa bactéria. “Temos de fazer as nossas próprias pesquisas com o sorovar Copenhageni, que é a grande causa da leptospirose humana no Brasil, pois nada garante que uma vacina desenvolvida no exterior, contra outra variedade da bactéria, também possa ser útil para nós”, diz Ana Lucia. Se as pistas dos pesquisadores brasileiros se mostrarem acertadas e tudo correr dentro do previsto, uma forma de imunização contra a moléstia pode se tornar realidade daqui a cinco ou dez anos. Para acelerar o processo, parcerias com a indústria farmacêutica e pesquisadores da área veterinária, que também têm interesse em novas terapias contra leptospirose, são uma das prioridades do grupo do Instituto Butantan.

O projeto
Seqüenciamento do Genoma da Leptospira interrogans; Modalidade
Linha regular de auxílio à pesquisa; Coordenadora Ana Lucia Tabet Oller do Nascimento – Instituto Butantan; Investimento R$ 776,526,85

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