Os humanos talvez adoecem facilmente porque evoluímos para evitar uma única doença devastadora

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Parasitas da malária dentro de uma célula vermelha sanguínea. Créditos: Getty Images / iStock.

Por Mike McRae
Publicado na ScienceAlert

Há centenas de milhares de anos, nossos ancestrais desenvolveram um truque simples que poderia ter ajudado a impedir uma grande doença infecciosa. Provavelmente, isso salvou a nossa pele, mas a mudança estava longe de ser uma solução perfeita.

Novas pesquisas descobriram evidências de que mutações surgidas entre 600.000 e 2 milhões de anos atrás fazem parte de um complexo de adaptações que podem, inadvertidamente, nos tornar propensos a doenças inflamatórias e até outros patógenos.

Uma equipe internacional de pesquisadores comparou cerca de mil genomas humanos com alguns de nossos primos extintos, os neandertais e os denisovanos, para preencher os detalhes que faltam sobre a evolução de uma família de componentes químicos que revestem as células do corpo humano.

Os ácidos siálicos são um grupo diversificado de carboidratos que nascem como folhas das pontas das proteínas que cobrem a superfície das células humanas.

Essa cobertura de açúcar é tipicamente a primeira coisa em que você colidiria se tivesse o tamanho de um vírus ou bactéria. Portanto, não é surpresa que esses componentes químicos sirvam como um crachá de segurança, identificando um amigo do inimigo.

Alterações nos marcadores de ácido siálico podem dar origem a várias doenças. Mas foi uma mudança específica para todos os seres humanos que os pesquisadores aqui estavam mais interessados ​​em entender.

A maioria dos mamíferos – incluindo macacos intimamente relacionados – possui um composto chamado ácido N-glicolilneuramínico, ou Neu5Gc. Já sabemos há algum tempo que o gene dessa versão do ácido siálico sofreu uma perda de síntese em nós, deixando sua forma precursora, o ácido N-acetilneuramínico (Neu5Ac), para fazer seu trabalho.

Os pesquisadores especularam anteriormente que essa mutação foi selecionada em humanos para dificultar a infecção de parasitas da malária devastadores, como o Plasmodium knowlesi, nas células vermelhas do sangue.

É uma troca que outros animais – incluindo vários pássaros, morcegos e até baleias – também evoluíram por conta própria.

Como os chimpanzés retêm o gene para o Neu5Gc, a mutação deve ter ocorrido nos últimos 6 milhões de anos, algum tempo depois de nos separarmos na árvore da vida.

Agora, essa janela pode ser reduzida ainda mais. Esse estudo mais recente mostra que os neandertais e denisovanos compartilham nossa variante de ácido siálico, o que significa que a mudança ocorreu antes que nosso ramo da árvore genealógica se separasse há  cerca de 400.000 a 800.000 anos.

No entanto, os biomarcadores ácido siálico são apenas parte da história. Para diferenciar as células que pertencem a nós dos possíveis invasores, nossas células imunológicas estão armadas com um produto químico de varredura chamado lectinas semelhantes a imunoglobulina de ligação ao ácido siálico, ou Siglecs, para abreviar.

Quando ocorre uma inspeção, se o biomarcador ácido siálico de uma célula não está preparado, elas cobrem essa célula. Naturalmente, quaisquer alterações em nosso “crachá” de ácido siálico implicariam que nosso sistema de Siglecs também precisaria ser ajustado.

De fato, em uma investigação mais aprofundada, os pesquisadores descobriram mutações significativas entre um aglomerado de genes Siglec que são comuns aos seres humanos e à sua raça, mas não são grandes símios.

Nem todas essas versões são encontradas nas células imunológicas também. Segundo o estudo, algumas são encontradas em outros tecidos, como cérebro, placenta e intestino.

Esse reajuste radical do nosso sistema imunológico não é uma coisa pequena. Se a hipótese da malária estiver correta, isso concedeu aos humanos com Neu5Ac que vivem em áreas propensas à doença parasitária uma enorme vantagem sobre seus parentes com Neu5Gc. No entanto, isso pode ter sido um preço alto a pagar.

Há uma década, pesquisadores da mesma equipe sugeriram que a mutação teria separado nossas comunidades ancestrais, impedindo-as de se reproduzirem. Em outras palavras, a linhagem de nossa espécie pode ter se fragmentado como resultado desse complexo de mutações imunológicas, possivelmente ocorrendo com o surgimento do Homo erectus há pouco mais de 2 milhões de anos. No entanto, há outras consequências da mudança que ainda estamos enfrentando.

A expressão da Siglec está ligada a condições como asma e doença de Alzheimer, aumentando a possibilidade de que a proteção contra uma doença devastadora nos coloque em risco de outras condições.

Quanto a essa troca de ácido siálico, pode ter sido uma nova oportunidade para uma série de outros patógenos.

Uma grande variedade de vírus e bactérias ganha acesso às nossas células ao absorver a resíduos do ácido siálico, muitos dos quais infectam humanos, mas não macacos. Muitos, como cólera, varíola, gripe e coronavírus, estão longe de ser triviais.

“A maioria dos coronavírus infecta as células em duas etapas – primeiro reconhecendo ácidos siálicos abundantes como locais de ligação para ganhar um ponto de apoio e, depois, buscando receptores de proteínas de maior afinidade como o ACE2”, disse o médico Ajit Varki à correspondente da revista Science Ann Gibbons.

Estranhamente, uma eliminação parecida como a que ocorreu em humanos do gene NeuA5c em ratos dá a eles um aumento na capacidade de corrida e na ativação de outras partes do sistema imunológico. Dados os novos talentos cognitivos e físicos que emergiram nos seres humanos há alguns milhões de anos, a asma e a cólera poderiam ter feito valer a pena a troca.

A evolução fez o trabalho. Mas ninguém disse que era perfeito.

Essa pesquisa foi publicada em Genome Biology and Evolution.