Estudo associa gravidade das malformações cerebrais da zika à falta de saneamento básico em regiões pobres

Elioenai Paes

Notificação

28 de novembro de 2019

Um estudo brasileiro realizado em organoides cerebrais humanos e em animais de experimentação sugere que a gravidade de malformações cerebrais causadas pela infecção pelo vírus Zika pode ser exacerbada pela ingestão de água contaminada com saxitoxina, toxina produzida pela cianobactéria Raphidiopsis raciborskii. [1]

Os pesquisadores descobriram que a saxitoxina é capaz de amplificar os efeitos nocivos do vírus zika sobre o sistema nervoso, tanto in vitro como in vivo. O porquê de a região Nordeste do Brasil ter tido o maior número de casos de microcefalia no mundo em decorrência da infecção pelo vírus Zika permanece uma incógnita para a ciência.

O biólogo e líder da pesquisa, Dr. Stevens Rehen, Ph.D., da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) e Instituto D'Or de Pesquisa e Ensino (IDOR), explicou que o principal motivo para se suspeitar de fatores associados à microcefalia causada pelo vírus é que outras regiões brasileiras tiveram até mais casos de infecção pelo vírus Zika na população, porém com menos casos de malformações no cérebro de bebês. Por esse motivo, estudos estão em andamento para entender se existem fatores ambientais que possam agravar a infecção, levando à sua expressão mais dramática, a síndrome congênita.

O Dr. Stevens explicou que a suspeita de que toxinas de cianobactérias poderiam ser um desses fatores foi suscitada pela memória do episódio conhecido como "tragédia de Caruaru", que ocorreu em 1996, quando quase 60 pacientes que faziam hemodiálise morreram porque a água usada no procedimento continha microcistina, outra toxina produzida por cianobactérias.

"Observamos que havia de fato uma quantidade muito maior de açudes contaminados no Nordeste, então voltamos ao laboratório e comparamos os efeitos da infecção pelo vírus Zika com e sem a saxitoxina, tanto em organoides cerebrais – um modelo biológico que simula, em parte, o desenvolvimento cerebral fetal – como em roedores", explicou Stevens.

O pesquisador detalhou que as cianobactérias encontram um terreno fértil para se proliferar na água em épocas de seca, e a maior seca da história do Nordeste brasileiro aconteceu entre 2012 e 2017.

O monitoramento da qualidade da água revelou a maior incidência de cianobactérias no Nordeste justamente no período em que a maior incidência de microcefalia associada à infecção por zika foi descrita na região. Em comparação com outras regiões do país, o Nordeste apresentou, no mínimo, o dobro de saxitoxina na água.

O material orgânico descartado nos reservatórios de água, em consequência de um saneamento básico muitas vezes ineficiente ou ausente, serve de alimento para as cianobactérias, que se proliferam com mais facilidade, impulsionadas pela seca.

Outro autor do estudo, o biólogo e especialista em cianobactérias Dr. Renato J. R. Molica, Ph.D., explicou que, conforme a água vai evaporando em consequência da seca, há a concentração de nutrientes (os sais), e é disso que as cianobactérias precisam para se multiplicar.

"Funciona como um fertilizante, pois, para esses organismos aquáticos que existem há cerca de 3,5 bilhões de anos, estas são as condições adequadas para o crescimento em grande quantidade", explicou.

"E acontece o que chamamos de 'floração', que é quando elas passam de centenas de células por litro para dez milhões de células por litro de água nos reservatórios de abastecimento".

O Dr. Stevens lembrou que a parte mais pobre da população do Nordeste sofre os maiores riscos. "A população mais vulnerável ao vírus Zika, ou pelo menos a que apresentou a maior incidência de malformações, é a população que não tem saneamento básico e que, muito provavelmente, ingere água de açude", explicou o especialista.

"Neste trabalho, concluímos que a gravidade da zika está associada à pobreza e à falta de saneamento básico. É uma doença que atinge muito mais a população pobre brasileira", disse.

Estudo in vitro

Os pesquisadores infectaram organoides cerebrais humanos com o vírus Zika e os cultivaram em meio com ou sem saxitoxina por 13 dias. A concentração de saxitoxina foi escolhida de acordo com o apresentado em água não tratada durante as secas na região Nordeste. Com isso, observaram que a morte de células progenitoras neurais foi 2,5 vezes maior depois da exposição à saxitoxina.

"A infecção por zika sem relação com a saxitoxina continua sendo grave e continua causando as malformações, mas, quando na presença da cianotoxina, essas malformações são exacerbadas", detalha Stevens.

Estudo in vivo

Para confirmar a hipótese experimentada em organoides cerebrais, os pesquisadores seguiram com experimentos in vivo, em roedores, realizados pela equipe da biomédica Dra. Patricia Garcez, Ph.D., na UFRJ. Os animais escolhidos não apresentavam deficiências neurológicas significativas derivadas da transmissão vertical do vírus Zika durante a embriogênese.

De acordo com o estudo, como a população do Nordeste é exposta continuamente à saxitoxina e faltam informações sobre o efeito cumulativo dela, os pesquisadores decidiram analisar o efeito da exposição crônica a uma concentração baixa da toxina. Com isso, ofereceram água contaminada com 15 ng/L de saxitoxina para fêmeas de camundongos uma semana antes do acasalamento, e continuaram com a oferta durante a gestação. No 12º dia da gestação, os animais foram infectados por uma injeção intraperitoneal contendo o vírus Zika. Os cérebros dos recém-nascidos foram analisados no dia do nascimento.

Os filhotes das fêmeas infectadas pelo vírus Zika que beberam água com a toxina, apresentaram redução significativa da espessura cortical, que se mostrou cerca de 30% mais fina em comparação com os animais no grupo de controle.

A saxitoxina, por si só, produziu efeitos significativos na espessura do córtex. Com isso, os pesquisadores sugerem que, como a concentração de saxitoxina nos reservatórios de água no Nordeste é alta, e isso agravou a deficiência neurogênica causada pelo vírus Zika, as cianobactérias podem ser consideradas um cofator para as malformações provocadas pelo vírus Zika no Brasil.

Próximos passos

A continuação do trabalho pretende analisar se outros fatores podem estar envolvidos no agravamento da infecção pelo Zika.

"Será que pesticidas também são capazes de ampliar o efeito do vírus? Será que a desnutrição também está envolvida? Esses cofatores, que chamamos de cofatores ambientais evitáveis, são a prioridade do estudo", disse o Dr. Stevens.

"Temos uma plataforma biotecnológica baseada em organoides cerebrais humanos que permite analisar o efeito do zika sobre o sistema nervoso. Podemos realizar combinações de fatores presentes no ambiente, principalmente no Nordeste, para simular o que pode ter acontecido ao longo da epidemia."

O pesquisador comentou que, em virtude do compartilhamento do artigo como pré-publicação (preprint), houve uma audiência pública na câmara dos deputados na qual foi discutido o que poderia ser considerado como limite seguro de cianotoxinas na água em casos de epidemia por arbovírus, como o vírus Zika.

"O que estamos propondo é que o limite considerado seguro em situações 'normais', deve ser discutido quando há outros fatores nocivos, como por exemplo, o Zika, que pode agravar as consequências da infecção, falando especificamente de malformações do sistema nervoso", disse.

O estudo foi realizado por um consórcio entre IDOR, UFRJ, Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz) e Universidade Federal Rural de Pernambuco, e recebeu apoio do Ministério da Saúde.

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