Site Cultural por Hamilton F. Menezes
Hamilton F. Menezes Professor - Jornalista - Escritor
Meu Diário
03/12/2006 23h48
Manipuladores cerebrais - SCIENTIFIC AMERICAN Brasil - Por Robert Sapolski
Manipuladores cerebrais - Por Robert Sapolski
http://www2.uol.com.br/sciam/conteudo/materia/materia_24.html
Microrganismos podem manipular com surpreendente habilidade o funcionamento do cérebro
Por Robert Sapolski
Microrganismos podem manipular, muito melhor que nós, o circuito cerebral
SCIENTIFIC AMERICAN Brasil
Como grande parte dos cientistas, freqüento encontros profissionais, sendo um deles a reunião anual da Society of Neuroscience, organização mundial constituída pela maior parte dos pesquisadores que investigam o cérebro. É uma das experiências mais agressivas, intelectualmente falando. Imagine cerca de 28 mil de nós, cientistas ?nerds?, trancados em um único centro de convenções. Essa proximidade pode deixar qualquer um maluco depois de uma semana inteira ouvindo ? seja num restaurante, elevador ou banheiro ? discussões entusiasmadas sobre os axônios da lula.
O processo de atualização de conhecimentos científicos também não é nada fácil. A reunião apresenta uma sobrecarga enorme de informação: são 14 mil conferências e cartazes. Sem contar que, do subconjunto de cartazes de indispensável verificação, vários são inacessíveis: seja por causa da multidão entusiasmada à frente deles, por estarem num idioma que você nem mesmo reconhece ou ainda porque descrevem, inevitavelmente, cada experimento que você planejava para os próximos cinco anos. No meio disso tudo, esconde-se a compreensão compartilhada de que, apesar de zilhões de nós labutarmos como escravos sobre o assunto, ainda não sabemos nada sobre o funcionamento cerebral.
Meu próprio momento de humildade na conferência surgiu numa tarde ao me sentar nos degraus do centro de convenções. Sentia-me nocauteado por excesso de informação e ignorância generalizada. No momento em que meu olhar focou uma poça de água escura e estagnada no meio-fio, imaginei que algum microrganismo microscópico infestando o local provavelmente saberia mais sobre o cérebro que todos nós, neurocientistas, juntos.
O insight desmoralizante brotou de um ensaio extraordinário e atual sobre como certos parasitas controlam o cérebro de seus hospedeiros. A maioria de nós sabe que bactérias, protozoários e vírus têm meios incrivelmente sofisticados de usar o corpo de animais para seus próprios fins. Eles seqüestram nossas células, energia e estilo de vida para poderem prosperar.
Mas, sob vários aspectos, a coisa mais fascinante e diabólica que esses parasitas desenvolveram ? tema que ocupou minhas reflexões naquele dia ? é a habilidade que demonstram em mudar o comportamento de seus hospedeiros a seu favor. Alguns exemplos em livros didáticos descrevem ectoparasitas, microrganismos que colonizam a superfície do corpo. Certos acarinos, por exemplo, montam nas costas de formigas, provocando um reflexo que culmina em vômito, para daí se alimentarem. Alguns oxiúros depositam ovos na pele de um roedor. Os ovos secretam uma substância que provoca coceira, fazendo o roedor mordiscar o local. Com isso, os ovos acabam sendo ingeridos e, uma vez dentro do roedor, eclodem na maior alegria.
Nesses casos, as reações são provocadas através de um artifício que consiste em molestar o hospedeiro, fazendo com que se comporte de acordo com a conveniência do intruso. Mas alguns parasitas realmente alteram a função do próprio sistema nervoso, manipulando hormônios que afetam o comportamento do hospedeiro. Os cirrípedes (Sacculina granifera), por exemplo, um tipo de crustáceo encontrado na Austrália, grudam em caranguejos machos e secretam um hormônio feminizante, induzindo o comportamento maternal no animal. O caranguejo afetado parte para o mar com instintos femininos e cava buracos na areia ideais para desova. O macho, obviamente, não irá desovar nada. Mas os pequenos crustáceos, sim. E se infectarem um caranguejo fêmea, induzirão o mesmo comportamento ? depois de atrofiar seus ovários, uma prática conhecida como castração parasítica.
Imaginei que algum microrganismo microscópico infestando ali, provavelmente saberia mais sobre o cérebro do que todos nós, neurocientistas, juntos.
Por mais bizarros que sejam esses casos, pelo menos os organismos agem fora do cérebro. Alguns, no entanto, se introduzem nesse órgão. Trata-se de seres microscópicos, quase sempre vírus. Uma vez no cérebro, esses minúsculos parasitas permanecem relativamente protegidos de ataques imunes e iniciam sua tarefa ao desviar o maquinismo neural em proveito próprio.
O vírus da raiva é um desses parasitas. Apesar de se conhecer, há séculos, a atuação desse vírus, ninguém, que eu saiba, conseguiu enquadrá-lo de uma forma neurobiológica, como estou prestes a fazer. A raiva poderia ter se desenvolvido de várias maneiras para se locomover entre os hospedeiros. O vírus não tem de ir a nenhum local próximo do cérebro. Ele poderia ter maquinado um artifício similar ao utilizado pelos agentes que causam os resfriados ? irritar os terminais nervosos das narinas, provocando o espirro do hospedeiro, espalhando os replicantes virais para todos os lados. Ou, então, poderia ter induzido um desejo incontrolável de lamber alguém ou algum animal espalhando, assim, o vírus pela saliva. Mas, como sabemos, a raiva pode provocar agressividade em seu hospedeiro, permitindo que o vírus pule para um outro hospedeiro via saliva que entra no ferimento.
Imagine só isso. Uma quantidade enorme de neurobiologistas estuda as bases neurais da agressão: os caminhos cerebrais envolvidos, os neurotransmissores mais importantes, as interações entre os genes e o meio, a modulação pelos hormônios, e assim por diante. A agressão tem gerado conferências, teses de doutorado, brigas acadêmicas mesquinhas e direitos de posse sórdidos. Todavia, o vírus da raiva sempre ?soube? exatamente quais neurônios infestar para que alguém desenvolva a raiva. E, pelo que eu saiba, nenhum neurocientista estudou a raiva, especificamente, para compreender a neurobiologia da agressão..
Mesmo causando efeitos virais tão impressionantes, ainda há espaço para aperfeiçoamento, devido à não-especificidade do parasita. Se você é um animal portador da raiva, pode morder uma das poucas criaturas, como o coelho, onde o vírus da raiva não replica bem. Então, apesar de os efeitos comportamentais da infecção o cérebro serem bastante impressionantes, se o impacto do parasita for muito amplo, pode se auto-extinguir em um hospedeiro sem futuro.
Isso nos reporta ao caso maravilhosamente específico do controle do cérebro e ao ensaio que mencionei anteriormente, de Manuel Berdoy e colegas da University of Oxford. Berdoy e associados estudam um parasita denominado Toxoplasma gondii. Dentro de uma utopia toxoplásmica, a vida consiste em duas seqüências de hospedeiros envolvendo roedores e gatos. O protozoário é ingerido pelo roedor, onde forma cistos em todo o corpo, particularmente no cérebro. O roedor é comido pelo gato, onde o organismo toxoplasma se reproduz. O gato descarta o parasita através das fezes que, em um desses ciclos de vida, são beliscadas por roedores. Todo esse panorama depende da especificidade: gatos são a única espécie onde o toxoplasma pode se reproduzir e se disseminar. Portanto, o toxoplasma não gostaria que seu portador fosse abatido por um falcão ou que as fezes de seu gato fossem ingeridas por um inseto que vive no esterco. Imagine você, o parasita pode infectar todos os tipos de outras espécies; mas precisa sempre se introduzir em um gato se o intento for a reprodução.
Esse potencial de infestar outras espécies é o motivo da recomendação em todos os livros para mulheres grávidas. Aconselha-se a banir o gato e sua bandeja sanitária de casa e a não se fazer jardinagem se houver gatos na vizinhança. Se um toxoplasma contido nas fezes de um gato infectar uma grávida, ele pode entrar no feto e potencialmente causar comprometimento neurológico. Mulheres grávidas e bem informadas ficam inquietas com a proximidade de gatos. Roedores infectados por toxoplasma, todavia, apresentam reação inversa. A habilidade extraordinária do parasita faz com que os roedores percam a aflição.
Todos os roedores evitam gatos ? comportamento que etologistas designam como um padrão de ação fixa, onde o roedor não desenvolve aversão por tentativa e erro (uma vez que não existem mesmo tantas oportunidades de aprender com os próprios erros perto de gatos). Ao contrário, a fobia a felinos é monitorada à distância e alcançada através da olfação, feromônios e sinalizadores químicos por odor, liberados pelos animais. Roedores instintivamente fogem do cheiro de gatos ? mesmo aqueles que nunca viram um gato na vida, como os descendentes de centenas de gerações de animais de laboratório. Exceto os roedores infectados pelo toxoplasma. Como foi demonstrado por Berdoy e seu grupo, esses roedores perdem, seletivamente, a aversão e o medo dos feromônios de gatos.
Esse não é um caso genérico de parasita se infiltrando na cabeça de um hospedeiro intermediário, tornando-o desmiolado e vulnerável. Tudo parece permanecer bem intacto nos roedores. O status social do animal não muda em sua hierarquia de domínio e ele ainda se interessa pela cópula e, portanto, de fato, nos feromônios do sexo oposto. Os roedores infectados podem ainda distinguir outros odores. Eles somente não rechaçam os feromônios de gatos. Isto é espantoso. É como alguém infectado por um parasita cerebral que não causa efeito algum, seja nos pensamentos, emoções, escores SAT ou preferências televisivas mas que, para completar seu ciclo de vida, provoca uma necessidade urgentíssima de ir ao zoológico, pular a cerca e tentar um beijo de língua no urso polar mais bravo. Uma atração fatal induzida por parasita, é como o grupo de Berdoy intitulou o ensaio.
Mulheres grávidas bem informadas ficam inquietas com a proximidade de gatos. Roedores infectados por toxoplasma, todavia, apresentam reação inversa.
Obviamente, uma pesquisa mais abrangente é necessária. Menciono isso porque essa descoberta é intrinsecamente tão arrojada, que alguém precisa saber como funciona. E porque ? permita-me um momento Stephen Jay Gould ? fornece uma evidência ainda maior de que a evolução é extraordinária. Extraordinária por caminhos contra-intuitivos. Muitos de nós mantemos a idéia profundamente arraigada de que a evolução é direcional e progressiva: invertebrados são mais primitivos que vertebrados, mamíferos são os vertebrados mais evoluídos, primatas são mamíferos com melhor seleção genética, e assim por diante. Alguns dos meus melhores alunos sempre caem nessa, não importando o quanto eu bata na mesma tecla durante as aulas.
Se você comprar essa idéia, além de errado, estará próximo da filosofia que tem, também, direcionado a evolução dos humanos, partindo do princípio de que os europeus do norte são os que mais desenvolveram paladar para Schnitzel e passo de ganso.
Lembre-se, então, que existem criaturas que podem controlar cérebros. Organismos microscópicos e até maiores, mais poderosos que o Grande Irmão e, sim, que os neurocientistas. A reflexão ao lado da poça no meio-fio levou-me à conclusão oposta àquela alcançada por Narciso em sua reflexão diante da água. Precisamos de humildade filogenética. Não somos, certamente, a espécie mais desenvolvida do pedaço, tampouco a menos vulnerável. Nem a mais esperta.
OS AUTORES
Robert Sapolsky é professor de neurologia e ciência biológica na Stanford University e pesquisador associado no National Museums of Kenya. Obteve seu PhD em neuroendocrinologia da Rockefeller University, em 1984. Suas áreas de interesse em pesquisa incluem morte neuronal, terapia genética e fisiologia de primatasP.
PARA CONHECER MAIS
Borna Disease Virus Infection in Animals and Humans. Jurgen A. Ritcht, Isolde Pfeuffer, Matthias Christ, Knut Frese, Karl Bechter e Sibylle Herzog in Emerging Infectious Diseases, Vol. 3, nº 3, págs. 343-352; julho-setembro 1997. Disponível em www.cdc.gov/ncidod/eid/vol3no3/richt.htm
Fatal Attraction in Rats Infected with Toxoplasma gondii. Manuel Berdoy, Joanne Webster e David Macdonald in Proceedings of the Royal Society of London, B 267, págs. 1591-1594; 7 de agosto, 2000.
Parasites and the Behavior of Animals. Janice Moore. Oxford University Press, 2002.
http://www2.uol.com.br/sciam/conteudo/materia/materia_24.html
Microrganismos podem manipular com surpreendente habilidade o funcionamento do cérebro
Por Robert Sapolski
Microrganismos podem manipular, muito melhor que nós, o circuito cerebral
SCIENTIFIC AMERICAN Brasil
Como grande parte dos cientistas, freqüento encontros profissionais, sendo um deles a reunião anual da Society of Neuroscience, organização mundial constituída pela maior parte dos pesquisadores que investigam o cérebro. É uma das experiências mais agressivas, intelectualmente falando. Imagine cerca de 28 mil de nós, cientistas ?nerds?, trancados em um único centro de convenções. Essa proximidade pode deixar qualquer um maluco depois de uma semana inteira ouvindo ? seja num restaurante, elevador ou banheiro ? discussões entusiasmadas sobre os axônios da lula.
O processo de atualização de conhecimentos científicos também não é nada fácil. A reunião apresenta uma sobrecarga enorme de informação: são 14 mil conferências e cartazes. Sem contar que, do subconjunto de cartazes de indispensável verificação, vários são inacessíveis: seja por causa da multidão entusiasmada à frente deles, por estarem num idioma que você nem mesmo reconhece ou ainda porque descrevem, inevitavelmente, cada experimento que você planejava para os próximos cinco anos. No meio disso tudo, esconde-se a compreensão compartilhada de que, apesar de zilhões de nós labutarmos como escravos sobre o assunto, ainda não sabemos nada sobre o funcionamento cerebral.
Meu próprio momento de humildade na conferência surgiu numa tarde ao me sentar nos degraus do centro de convenções. Sentia-me nocauteado por excesso de informação e ignorância generalizada. No momento em que meu olhar focou uma poça de água escura e estagnada no meio-fio, imaginei que algum microrganismo microscópico infestando o local provavelmente saberia mais sobre o cérebro que todos nós, neurocientistas, juntos.
O insight desmoralizante brotou de um ensaio extraordinário e atual sobre como certos parasitas controlam o cérebro de seus hospedeiros. A maioria de nós sabe que bactérias, protozoários e vírus têm meios incrivelmente sofisticados de usar o corpo de animais para seus próprios fins. Eles seqüestram nossas células, energia e estilo de vida para poderem prosperar.
Mas, sob vários aspectos, a coisa mais fascinante e diabólica que esses parasitas desenvolveram ? tema que ocupou minhas reflexões naquele dia ? é a habilidade que demonstram em mudar o comportamento de seus hospedeiros a seu favor. Alguns exemplos em livros didáticos descrevem ectoparasitas, microrganismos que colonizam a superfície do corpo. Certos acarinos, por exemplo, montam nas costas de formigas, provocando um reflexo que culmina em vômito, para daí se alimentarem. Alguns oxiúros depositam ovos na pele de um roedor. Os ovos secretam uma substância que provoca coceira, fazendo o roedor mordiscar o local. Com isso, os ovos acabam sendo ingeridos e, uma vez dentro do roedor, eclodem na maior alegria.
Nesses casos, as reações são provocadas através de um artifício que consiste em molestar o hospedeiro, fazendo com que se comporte de acordo com a conveniência do intruso. Mas alguns parasitas realmente alteram a função do próprio sistema nervoso, manipulando hormônios que afetam o comportamento do hospedeiro. Os cirrípedes (Sacculina granifera), por exemplo, um tipo de crustáceo encontrado na Austrália, grudam em caranguejos machos e secretam um hormônio feminizante, induzindo o comportamento maternal no animal. O caranguejo afetado parte para o mar com instintos femininos e cava buracos na areia ideais para desova. O macho, obviamente, não irá desovar nada. Mas os pequenos crustáceos, sim. E se infectarem um caranguejo fêmea, induzirão o mesmo comportamento ? depois de atrofiar seus ovários, uma prática conhecida como castração parasítica.
Imaginei que algum microrganismo microscópico infestando ali, provavelmente saberia mais sobre o cérebro do que todos nós, neurocientistas, juntos.
Por mais bizarros que sejam esses casos, pelo menos os organismos agem fora do cérebro. Alguns, no entanto, se introduzem nesse órgão. Trata-se de seres microscópicos, quase sempre vírus. Uma vez no cérebro, esses minúsculos parasitas permanecem relativamente protegidos de ataques imunes e iniciam sua tarefa ao desviar o maquinismo neural em proveito próprio.
O vírus da raiva é um desses parasitas. Apesar de se conhecer, há séculos, a atuação desse vírus, ninguém, que eu saiba, conseguiu enquadrá-lo de uma forma neurobiológica, como estou prestes a fazer. A raiva poderia ter se desenvolvido de várias maneiras para se locomover entre os hospedeiros. O vírus não tem de ir a nenhum local próximo do cérebro. Ele poderia ter maquinado um artifício similar ao utilizado pelos agentes que causam os resfriados ? irritar os terminais nervosos das narinas, provocando o espirro do hospedeiro, espalhando os replicantes virais para todos os lados. Ou, então, poderia ter induzido um desejo incontrolável de lamber alguém ou algum animal espalhando, assim, o vírus pela saliva. Mas, como sabemos, a raiva pode provocar agressividade em seu hospedeiro, permitindo que o vírus pule para um outro hospedeiro via saliva que entra no ferimento.
Imagine só isso. Uma quantidade enorme de neurobiologistas estuda as bases neurais da agressão: os caminhos cerebrais envolvidos, os neurotransmissores mais importantes, as interações entre os genes e o meio, a modulação pelos hormônios, e assim por diante. A agressão tem gerado conferências, teses de doutorado, brigas acadêmicas mesquinhas e direitos de posse sórdidos. Todavia, o vírus da raiva sempre ?soube? exatamente quais neurônios infestar para que alguém desenvolva a raiva. E, pelo que eu saiba, nenhum neurocientista estudou a raiva, especificamente, para compreender a neurobiologia da agressão..
Mesmo causando efeitos virais tão impressionantes, ainda há espaço para aperfeiçoamento, devido à não-especificidade do parasita. Se você é um animal portador da raiva, pode morder uma das poucas criaturas, como o coelho, onde o vírus da raiva não replica bem. Então, apesar de os efeitos comportamentais da infecção o cérebro serem bastante impressionantes, se o impacto do parasita for muito amplo, pode se auto-extinguir em um hospedeiro sem futuro.
Isso nos reporta ao caso maravilhosamente específico do controle do cérebro e ao ensaio que mencionei anteriormente, de Manuel Berdoy e colegas da University of Oxford. Berdoy e associados estudam um parasita denominado Toxoplasma gondii. Dentro de uma utopia toxoplásmica, a vida consiste em duas seqüências de hospedeiros envolvendo roedores e gatos. O protozoário é ingerido pelo roedor, onde forma cistos em todo o corpo, particularmente no cérebro. O roedor é comido pelo gato, onde o organismo toxoplasma se reproduz. O gato descarta o parasita através das fezes que, em um desses ciclos de vida, são beliscadas por roedores. Todo esse panorama depende da especificidade: gatos são a única espécie onde o toxoplasma pode se reproduzir e se disseminar. Portanto, o toxoplasma não gostaria que seu portador fosse abatido por um falcão ou que as fezes de seu gato fossem ingeridas por um inseto que vive no esterco. Imagine você, o parasita pode infectar todos os tipos de outras espécies; mas precisa sempre se introduzir em um gato se o intento for a reprodução.
Esse potencial de infestar outras espécies é o motivo da recomendação em todos os livros para mulheres grávidas. Aconselha-se a banir o gato e sua bandeja sanitária de casa e a não se fazer jardinagem se houver gatos na vizinhança. Se um toxoplasma contido nas fezes de um gato infectar uma grávida, ele pode entrar no feto e potencialmente causar comprometimento neurológico. Mulheres grávidas e bem informadas ficam inquietas com a proximidade de gatos. Roedores infectados por toxoplasma, todavia, apresentam reação inversa. A habilidade extraordinária do parasita faz com que os roedores percam a aflição.
Todos os roedores evitam gatos ? comportamento que etologistas designam como um padrão de ação fixa, onde o roedor não desenvolve aversão por tentativa e erro (uma vez que não existem mesmo tantas oportunidades de aprender com os próprios erros perto de gatos). Ao contrário, a fobia a felinos é monitorada à distância e alcançada através da olfação, feromônios e sinalizadores químicos por odor, liberados pelos animais. Roedores instintivamente fogem do cheiro de gatos ? mesmo aqueles que nunca viram um gato na vida, como os descendentes de centenas de gerações de animais de laboratório. Exceto os roedores infectados pelo toxoplasma. Como foi demonstrado por Berdoy e seu grupo, esses roedores perdem, seletivamente, a aversão e o medo dos feromônios de gatos.
Esse não é um caso genérico de parasita se infiltrando na cabeça de um hospedeiro intermediário, tornando-o desmiolado e vulnerável. Tudo parece permanecer bem intacto nos roedores. O status social do animal não muda em sua hierarquia de domínio e ele ainda se interessa pela cópula e, portanto, de fato, nos feromônios do sexo oposto. Os roedores infectados podem ainda distinguir outros odores. Eles somente não rechaçam os feromônios de gatos. Isto é espantoso. É como alguém infectado por um parasita cerebral que não causa efeito algum, seja nos pensamentos, emoções, escores SAT ou preferências televisivas mas que, para completar seu ciclo de vida, provoca uma necessidade urgentíssima de ir ao zoológico, pular a cerca e tentar um beijo de língua no urso polar mais bravo. Uma atração fatal induzida por parasita, é como o grupo de Berdoy intitulou o ensaio.
Mulheres grávidas bem informadas ficam inquietas com a proximidade de gatos. Roedores infectados por toxoplasma, todavia, apresentam reação inversa.
Obviamente, uma pesquisa mais abrangente é necessária. Menciono isso porque essa descoberta é intrinsecamente tão arrojada, que alguém precisa saber como funciona. E porque ? permita-me um momento Stephen Jay Gould ? fornece uma evidência ainda maior de que a evolução é extraordinária. Extraordinária por caminhos contra-intuitivos. Muitos de nós mantemos a idéia profundamente arraigada de que a evolução é direcional e progressiva: invertebrados são mais primitivos que vertebrados, mamíferos são os vertebrados mais evoluídos, primatas são mamíferos com melhor seleção genética, e assim por diante. Alguns dos meus melhores alunos sempre caem nessa, não importando o quanto eu bata na mesma tecla durante as aulas.
Se você comprar essa idéia, além de errado, estará próximo da filosofia que tem, também, direcionado a evolução dos humanos, partindo do princípio de que os europeus do norte são os que mais desenvolveram paladar para Schnitzel e passo de ganso.
Lembre-se, então, que existem criaturas que podem controlar cérebros. Organismos microscópicos e até maiores, mais poderosos que o Grande Irmão e, sim, que os neurocientistas. A reflexão ao lado da poça no meio-fio levou-me à conclusão oposta àquela alcançada por Narciso em sua reflexão diante da água. Precisamos de humildade filogenética. Não somos, certamente, a espécie mais desenvolvida do pedaço, tampouco a menos vulnerável. Nem a mais esperta.
OS AUTORES
Robert Sapolsky é professor de neurologia e ciência biológica na Stanford University e pesquisador associado no National Museums of Kenya. Obteve seu PhD em neuroendocrinologia da Rockefeller University, em 1984. Suas áreas de interesse em pesquisa incluem morte neuronal, terapia genética e fisiologia de primatasP.
PARA CONHECER MAIS
Borna Disease Virus Infection in Animals and Humans. Jurgen A. Ritcht, Isolde Pfeuffer, Matthias Christ, Knut Frese, Karl Bechter e Sibylle Herzog in Emerging Infectious Diseases, Vol. 3, nº 3, págs. 343-352; julho-setembro 1997. Disponível em www.cdc.gov/ncidod/eid/vol3no3/richt.htm
Fatal Attraction in Rats Infected with Toxoplasma gondii. Manuel Berdoy, Joanne Webster e David Macdonald in Proceedings of the Royal Society of London, B 267, págs. 1591-1594; 7 de agosto, 2000.
Parasites and the Behavior of Animals. Janice Moore. Oxford University Press, 2002.
Publicado por Hamilton F Menezes
em 03/12/2006 às 23h48
