Microbiologia

As tentativas de investigação para descobrir os agentes causadores de doenças anteriormente não investigadas levaram à descoberta de agentes de doenças não vivas bastante diferentes dos vírus. Estes incluem partículas constituídas apenas por ARN ou apenas por proteínas que, no entanto, são capazes de se auto-propagarem à custa de um hospedeiro – uma semelhança chave com os vírus que lhes permite causar condições de doença. Até à data, estas descobertas incluem viroides, virusoides, e os priões proteicos.

Viroides

Em 1971, Theodor Diener, um patologista que trabalha no Serviço de Investigação Agrícola, descobriu uma partícula acelular a que deu o nome de viróide, que significa “semelhante a um vírus”. Os viróides consistem apenas num pequeno fio de RNA circular capaz de se auto-replicar. O primeiro viróide descoberto causou a doença do fuso do tubérculo da batata, que causa uma germinação mais lenta e várias deformidades nas plantas da batateira (ver Figura 1). Tal como os vírus, os viroides do fuso do tubérculo da batata (PSTVs) assumem o controlo da maquinaria hospedeira para replicar o seu genoma de RNA. Ao contrário dos vírus, os viroides não têm uma camada proteica para proteger a sua informação genética.

Viroides podem resultar em perdas devastadoras de culturas agrícolas alimentares comercialmente importantes cultivadas em campos e pomares. Desde a descoberta da PSTV, foram descobertos outros viroides que causam doenças nas plantas. O viróide macho da planta do tomateiro (TPMVd) infecta plantas de tomate, o que causa perda de clorofila, folhas desfiguradas e quebradiças, e tomates muito pequenos, resultando em perda de produtividade nesta cultura do campo. O viróide do abacate macho (ASBVd) resulta em rendimentos mais baixos e frutos de pior qualidade. O ASBVd é o mais pequeno viróide descoberto até agora que infecta plantas. O viróide de mosaico latente de pêssego (PLMVd) pode causar necrose de botões e ramos de flores, e ferida de frutos maduros, o que leva ao crescimento de fungos e bactérias nos frutos. PLMVd pode também causar alterações patológicas semelhantes em ameixas, nectarinas, damascos, e cerejas, resultando numa diminuição da produtividade também nestes pomares. As viróides, em geral, podem ser dispersas mecanicamente durante a manutenção ou colheita das culturas, reprodução vegetativa, e possivelmente através de sementes e insectos, resultando numa grave queda na disponibilidade alimentar e em consequências económicas devastadoras.

Virusóides

Um segundo tipo de ARN patogénico que pode infectar culturas agrícolas comercialmente importantes são os virusóides, que são partículas subvirais melhor descritas como ssRNAs não auto-replicantes. A replicação do RNA dos virusóides é semelhante à dos viroides mas, ao contrário dos viroides, os virusóides exigem que a célula também seja infectada com um vírus “ajudante” específico. Existem actualmente apenas cinco tipos de virusoides descritos e os vírus “helper” associados. Os vírus “helper” são todos da família dos Sobemovírus. Um exemplo de um vírus auxiliar é o vírus do trevo-martelo subterrâneo, que tem um vírus virusoide associado embalado dentro do capsido viral. Assim que o vírus auxiliar entra na célula hospedeira, os virusoides são libertados e podem ser encontrados livres no citoplasma de células vegetais, onde possuem actividade de ribozima. O vírus ajudante sofre uma replicação viral típica independente da actividade do virusoide. Os genomas virusóides são pequenos, com apenas 220 a 388 nucleótidos. Um genoma virusoide não codifica quaisquer proteínas, mas serve apenas para replicar RNA virusoide.

Virusoides pertencem a um grupo maior de agentes infecciosos chamados RNAs de satélite, que são RNAs patogénicos semelhantes encontrados em animais. Ao contrário dos virusoides vegetais, os RNAs de satélite podem codificar para proteínas; contudo, tal como os virusoides vegetais, os RNAs de satélite devem coinfectar com um vírus auxiliar para se replicarem. Um RNA de satélite que infecta seres humanos e que tem sido descrito por alguns cientistas como virusoide é o vírus da hepatite delta (HDV), que, segundo alguns relatos, também é chamado de hepatite delta virusoid. Muito maior que um virusoide vegetal, o HDV tem um genoma circular, ssRNA, de 1.700 nucleótidos e pode dirigir a biossíntese das proteínas associadas ao HDV. O vírus auxiliar do HDV é o vírus da hepatite B (HBV). A coinfecção com HBV e HDV resulta em alterações patológicas mais graves no fígado durante a infecção, que foi como o HDV foi descoberto pela primeira vez.

Priões

De uma vez, os cientistas acreditavam que qualquer partícula infecciosa devia conter ADN ou RNA. Depois, em 1982, Stanley Prusiner, um médico que estudava o tremor epizoótico (uma doença degenerativa e fatal nos ovinos) descobriu que a doença era causada por partículas infecciosas proteicas, ou priões. Uma vez que as proteínas são acelulares e não contêm ADN ou ARN, as descobertas de Prusiner foram originalmente encontradas com resistência e cepticismo; contudo, a sua investigação acabou por ser validada, e ele recebeu o Prémio Nobel em Fisiologia ou Medicina em 1997.

Um prião é uma forma errada de uma proteína normal (PrPc) encontrada na célula. Esta proteína de prião vilã (PrPsc), que pode ser causada por uma mutação genética ou ocorrer espontaneamente, pode ser infecciosa, estimulando outras proteínas endógenas normais a tornarem-se desdobradas, formando placas (ver Figura 2). Actualmente, sabe-se que os priões causam várias formas de encefalopatia espongiforme transmissível (EET) em humanos e animais.

TSE é uma doença degenerativa rara que afecta o cérebro e o sistema nervoso. A acumulação de proteínas nocivas faz com que o tecido cerebral se torne semelhante a uma esponja, matando células cerebrais e formando buracos no tecido, levando a danos cerebrais, perda de coordenação motora, e demência (ver Figura 3). Os indivíduos infectados são mentalmente deficientes e tornam-se incapazes de se mover ou de falar. Não há cura, e a doença progride rapidamente, levando eventualmente à morte dentro de poucos meses ou anos.

TSEs em humanos incluem kuru, insónia familiar fatal, doença de Gerstmann-Straussler-Scheinker, e doença de Creutzfeldt-Jakob (ver Figura 3). As EET em animais incluem doença das vacas loucas, tremor epizoótico (em ovinos e caprinos), e doença do desperdício crónico (em alces e veados). As EET podem ser transmitidas entre animais e de animais para seres humanos através do consumo de carne ou ração animal contaminada. A transmissão entre humanos pode ocorrer através de hereditariedade (como é frequentemente o caso com GSS e CJD) ou por contacto com tecido contaminado, como pode ocorrer durante uma transfusão de sangue ou transplante de órgãos. Não há provas de transmissão através de contacto casual com uma pessoa infectada. A Tabela 1 lista EET que afectam os seres humanos e os seus modos de transmissão.

Tabela 1. Encefalopatias Espongiformes Transmissíveis (EETs) em Humanos

>Mutation in germline PrP gene

Disease	Mecanismo(s) da Transmissão
Sporadic CJD (sCJD)	Não conhecido; possivelmente por alteração da proteína anterior normal (PrP) para forma nociva devido a mutação somática
CJD Variante (vCJD)	Comendo produtos de gado contaminado e por secundário transmissão sanguínea
Familial CJD (fCJD)
Iatrogenic CJD (iCJD)	Instrumentos neurocirúrgicos contaminados, enxerto corneal, hormona gonadotrofia, e, secundariamente, por transfusão de sangue
Kuru	Comendo carne infectada através de canibalismo ritualístico
Gerstmann-Straussler-Doença de Scheinker (GSS)	Mutação na linha germinal do gene PrP
Insónia familiar fatal (FFI)	Mutação na linha germinal do PrP gene

P>Priões são extremamente difíceis de destruir porque são resistentes ao calor, químicos, e radiação. Mesmo os procedimentos de esterilização padrão não garantem a destruição destas partículas. Actualmente, não há tratamento ou cura para a doença TSE, e as carnes contaminadas ou animais infectados devem ser manipuladas de acordo com as directrizes federais para prevenir a transmissão.