Genes, Populações e Epidemias

A saga do H5N1 continua

2011-10-24T07:02:00.000-07:00

Tenho dito reiteradas vezes que o que impede a pandemia pelo vírus H5N1 é a sua alta mortalidade para humanos. Vírus com essa capacidade tem pouco poder de espalhamento, uma vez que não permite ao hospedeiro mobilidade suficiente para espalhar o contágio. Da mesma forma, se o patógeno é ineficiente em se transmitir de um hospedeiro a outro em cadeia, isto também dificulta o seu espalhamento epidêmico. Deste modo, o H5N1 deve modificar seu equipamento genético para se tornar uma eficiente linhagem pandêmica.

O que impressiona nesse vírus é a sua agressividade e altíssima mortalidade. Se algumas mutações atenuar este fator e aumentar a transmissibilidade teremos a maior catástrofe biológica da humanidade. Entretanto, tudo é especulação, pois, isto pode acontecer ou o vírus desaparecer unicamente por flutuações estocásticas, uma vez que não atingiu limiar suficiente para manter-se em transmissão sustentada mesmo que localmente. Por enquanto é um exercício de imaginação ou, se quiserem, mais uma “teoria da conspiração”.
Agora chega a noticia de que recentemente cientistas do Erasmus Medical Centre (Rotterdam, Holanda) conseguiram produzir uma cepa de H5N1 que se espalhou em mamíferos mantidos em laboratório, semelhante à uma gripe sazonal, disse o um dos pesquisadores, Ron Fouchier, em um recente simpósio em Malta. Eles conseguiram essa façanha produzindo cinco mutações em dois genes do vírus, provando que bastam poucas mutações para o temido H5N1 se torne pandêmico.

O H5N1 é um influenzavírus que só infecta aves, sendo o homem hospedeiro acidental adquirindo a infecção por exposição ocupacional. Desde que este vírus começou a se espalhar na Eurásia a partir de 2004, 565 pessoas foram infectadas e 331 morreram (aprox. 60%). Ao contrário do pensamento convencional, o experimento citado mostra que o H5N1 pode evoluir diretamente de aves para uma linhagem pandêmica em humanos, não sendo necessário cumprir um “estágio” em um mamífero (porcos, cavalos) antes desta etapa. Isto foi inferido do fato de os pesquisadores terem adaptado o vírus diretamente para furões.

Entretanto, um experimento controlado desta natureza e neste hospedeiro animal, tradicionalmente usado em pesquisa com gripe, não nos permite inferir com razoável certeza se este modelo é aplicável à ecologia humana.

Genes, evolução e formas pandêmicas de Influenza vírus

2011-04-29T07:05:00.000-07:00

(se utilizar partes do texto, cite a fonte: Portela Câmara, F. Genes, evolução e formas pandêmicas de Influenza vírus, in www.popdinâmica.blogspot.com)

O vírus da influenza não é uma entidade, mas um consórcio de oito genes RNA cujas variantes se distribuem em complexos infecciosos transientes que circulam em aves selvagens. Essas aves que migram para os diversos pontos da terra em seu determinismo biológico reprodutivo formam uma genosfera onde estes complexos de oito genes se permutam constantemente e se mantém a despeito de mutações, selecionadas no modo sinônimo, de modo a preservar as sequências de aminoácidos apesar da variabilidade genômica.

Estes vírus infectam o intestino das aves e as diferentes variantes permutam seus genes promiscuamente, surgindo daí novas variantes que poderão ou não adaptar-se a mamíferos e daí saltar para o ser humano, ou infectar diretamente humanos. As aves formam um imenso pool destes genes virais e representam um laboratório natural de engenharia genética interagindo globalmente com o planeta.

Cada vírus da influenza A tem um gene que codifica 16 moléculas possíveis de hemaglutinina, HA, e outro gene que codifica 9 moléculas possíveis de neuraminidase, NA. Essas duas proteínas são responsáveis pelo reconhecimento e penetração na célula hospedeira, bem como pela resposta imune do hospedeiro. Elas podem e combinar de 16x9=144 modos possíveis, porem até agora só se detectou três combinações capazes de infectar humanos: H1N1, H2N2 e H3N2, provavelmente porque a adaptação a esse hospedeiro seja limitada. Por outro lado, todos os oito genes parecem serem necessários à infecção em um hospedeiro, sugerindo que todos eles devem ser co-adaptados para a infecção ser bem sucedida.

Quando um vírus influenza invade uma população, esta cria imunidade ao mesmo, produzindo anticorpos contra os antígenos HA e NA. Ao mesmo tempo, a pressão seletiva exercida pela imunidade de grupo seleciona mutantes do vírus que conseguem evadir-se do sistema imune da população e persistir nas gripes sazonais (antigenic drift), ou então trocam genes HA ou outros genes de variantes do mesmo subtipo que circulam conjuntamente. Ocasionalmente, um deste vírus pode trocar genes HA com outro semelhante de outra fonte, ocorrendo um grande salto genético (antigenic shift) que pode originar um vírus inteiramente novo que, se adaptado ao hospedeiro humano, poderá causar uma nova pandemia. Por convenção, uma pandemia de gripe se origina quando o gene NA do tipo circulante é inteiramente substituído. Foi por tal mecanismo que os vírus da gripe asiática de 1957, subtipo H2N2, e da gripe Hong Kong de 1968 se originaram do H1N1 de 1918. Outros eventos “tipo pandêmicos” Associados a permutação intra-subtipos ocorreram em 1947 (H1N1), 1951 (H1N1), 1997 (H3N2) e 2003 (H3N2).

O vírus que hoje (2009) causa uma pandemia mundial não é mais que um produto genético de um vírus classificado como H1N1 que persiste no ecossistema humano desde 1918, quando iniciou uma pandemia grave. Este vírus invadiu as populações humanas a partir de um reservatório aviário e se adaptou a transmissão humana causando grande mortalidade global no período pandêmico, quando então mudou para uma gripe sazonal com mortalidade baixa, como observado na gripe comum.

A partir dos humanos, este vírus adaptou ao porco, gerando a gripe suína clássica, enzoótica, H1N1. Dessa forma esse vírus persistiu com todos seus 8 genes até o presente em porcos e em humanos em epidemias sazonais, e há pelo menos 50 anos doam continuamente seus genes a novos vírus de aves e de vírus adaptados a porcos causando novas pandemias, epidemias e epizootias. O vírus que preocupa o mundo em 2009 é um descendente de quarta geração do vírus de 1918.

Mortalidade associada a influenza A pandêmica em eventos no período 1918-2009

Anos Vírus circulante Mortalidade (x100 mil/ano)
1918-1919 H1N1 (introdução do vírus) Pandêmico 598,0
1928-1929 H1N1 (drift) 96,7
1934-1936 H1N1 (drift) 52,0
1947-1948 H1N1 A’ (permutação intrasubtipo) 8,9
1951-1953 H1N1 (permutação intrasubtipo) 34,1
1957-1958 H2N2 (antigenic shift) Pandêmico 40,6
1968-1969 H3N2 (antigenic shift) Pandêmico 16,9
1972-1973 H3N2 A Port Chalmers (drift) 11,8
1975-1976 H3N2 (drift) e H1N1 (surto de gripe suína 12,4
1977-1978 H3N2 (drift) e H1N1 (retorno viral) 21,0
1997-1999 H3N2 A Sydney (permutação intrasubt.) e H1N1 (drift) 49,5
2003-2004 H3N2 A Fujian (permutação intrasubt.) e H1N1 (drift) 17,1
2009 H3N2 e H1N1 (drift) e H1N1 suíno (introdução viral) Pandêmico ?

Evolução da influenza A na antroposfera

Um vírus novo é introduzido a partir de genes virais que se permutam n pool de aves e daí surge uma combinação capaz de se adaptar ao homem. Isto foi o que aconteceu em 1918, emergindo uma tipo novo, H1N1. este vírus causou uma pandemia que varreu o planeta habitado em 3 ondas entre 1918 e 1919 causando grande mortalidade global. O vírus também adaptou-se a porcos, passando de humanos para estes animais, originando uma enzootia. Este e o H1N1 suíno clássico. Este vírus causou um surto em 1977 entre soldados do Forte Dix, acometendo 230 casos. Continua circulando até hoje (drift).

O vírus H1N1 humano continuou circulando e reassociou com um vírus do pool de aves originando o tipo H2N2 causador da pandemia de gripe asiática de 1957. Este vírus H1N1 desapareceu, mas voltou novamente em 1979 e continua até hoje causando gripes sazonais.

O tipo H2N2 reassociou com vírus do pool de aves e surgiu o tipo H3N2, causador da pandemia de gripe Hong Kong. O vírus H2N2 desapareceu totalmente e o H3N2 continua até hoje em gripes sazonais.

O tipo clássico H1N1 suíno reassociou-se com vírus o pool de aves, resultando no tipo H1N2 suino. Este reassociou-se com o tipo H3N2 sazonal, e o H1N1 suíno eurasiano que veio do pool de aves, e desta associação emergiu o atual H1N1 pandêmico.

Atualmente, portanto, circulam o H1N1 sazonal, o H1N1 pandêmico, o H1N1 suíno clássico, o H1N1 suíno eurasiano e o H3N2 sazonal.

Fases da pandemia por influenza

Fase 1 - Vírus da influenza circula em animais, especialmente aves, e sabe-se que pode ter um potencial pandêmico. Nesta fase, não se tem noticia de que haja casos humanos acidentalmente infectado por tais vírus.
Fase 2 – confirma-se a existência de casos humanos esporádicos infectados a partir de animais reservatórios.
Fase 3 – confirma-se a existência de uma linhagem nova (um novo antigenic shift) em casos humanos (clusters), mas não há evidencia de transmissão entre humanos, exceto em casos raros de estreito contato entre doentes e cuidadores.
Fase 4 – confirma-se a existência de transmissão sustentada entre pessoas do vírus em questão, causando surtos em comunidades locais. O risco de pandemia aqui é tido como iminente.
Fase 5 – pelo menos dois países confirmam transmissão sustentada do vírus.
Fase 6 – um outro pais acusa transmissão sustentada do vírus na comunidade, declara-se pandemia em curso.
Após o 1º pico da epidemia, os países devem se preparar para uma segunda onda, avaliando as ações tomadas no 1º pico e se preparando para enfrentar a próxima onda.
Após a pandemia, a atividade do vírus deve voltar a níveis normalmente vistos para as gripes sazonais.
*Current phase of alert in the WHO global influenza preparedness plan, in
http://www.who.int/csr/disease/avian_influenza/phase/en/index.html

Entrada do dengue sorotipo 4 - 2011

2011-03-24T19:49:00.000-07:00

(se utilizar partes do texto, cite a fonte: Portela Câmara, F. Entrada do dengue sorotipo 4 - 2011, in www.popdinâmica.blogspot.com)

Depois de um longo silêncio epidemiológico, o vírus da dengue tipo 4 (Den-4) entrou em seis estados do Brasil, entre eles o Rio de Janeiro, o pólo mais importante de disseminação. Anteriormente, em 1981-1982, este sorotipo apareceu no norte do país, juntamente com o sorotipo 1, em uma epidemia com mais de 10 mil casos. Agora, no verão de 2011, portanto 29 anos depois, o sorotipo 4 finalmente se estabelece. Completamos a hiperendemicidade da dengue, junto com o Sudeste Asiático.

Como a população presentemente não é imune a este sorotipo, a chance de uma grande epidemia no próximo verão é alta, com febre hemorrágica associada (talvez em cerca de 1% da população já imune para os outros sorotipos).

A extrema adaptabilidade e vigor reprodutivo do vetor Aedes, provavelmente um mutante selecionado no continente nos anos 70, encontra na ecologia das megacidades dos países em desenvolvimento, a equação ideal para esta doença. Essas megacidades atuam como pólos disseminadores.

Qual é essa ecologia? Tais cidades têm como característica crescimento urbano desordenado, acúmulo inapropriado de lixo e, como principal fator, a deficiência no fornecimento de água potável encanada para toda população. Como consequência, boa parte da populçação é obrigada a acumular água para uso doméstico em caixas e grandes vasilhames externos, proporcionando os criadores ideais para o mosquito vetor. É uma contingência deste modo de vida citadino, não há que se culpar o população por algo que é estrutural.

Também não adianta culpar o governo, pois a biologia do mosquito Aedes, sua ecologia urbana e genética de população, interagem para ganhar a luta contra os métodos até o momento disponíveis para se combater esta potência biológica. Os mosquitos podem ser comparados a terroristas altamente treinados organizados em rede de células prontas para entrar em atividade. Portanto, estamos em meio á uma guerra assimétrica cujo inimigo é altamente adaptativo e versátil.

Na presente situação, a única arma que pode deter o avanço destes agentes é uma vacina que, infelizmente, não existe ainda.

Por fim, embora a dengue seja uma doença causada por um vírus, ele só se transmite pela picada do mosquito, e toda a dinâmica de sua transmissão é dependente dos hábitos biológicos e reprodutivos desse artrópode. Deste modo, devemos ver a dengue como uma praga de mosquitos e atacá-la como tal.

O Tumor Facial do Diabo da Tasmânia (CTVS): uma estranha forma de vida infecciosa

2011-02-25T05:41:00.001-08:00

O diabo-da-tasmânia, um mamífero marsupial endêmico da Austrália (ilha da Tasmânia), é portador de uma forma de câncer, denominado de “tumor facial do diabo-da-Tasmânia”, descoberto em 1999, que se manifesta de uma forma muito agressiva e que talvez revele a verdadeira biologia dos tumores malignos. Com efeito, esses tumores espalham-se da face para todo organismo desse animal, ao mesmo tempo suas céliulas têm o poder de infectar indivíduos da mesma espécie, comportando-se tipicamente como agentes infecciosos. Este agente vem exterminando impiedosamente a população destes animais. Tumores semelhantes foram também descobertos em canídeos (cães, lobos, coiotes) desde 1876, conhecido como Sarcoma de Sticker ou CTVS (canine transmissible venereal sarcoma), ou ainda sarcoma infeccioso, que afeta os órgãos genitais e tem transmissão através do coito, mas não é tão agressivo e epidêmico quando o tumor facial do diabo-da-Tasmânia. Trata-se de um tumor histiocítico.

Ora, não é impossível que os tumores cancerosos tenham esta propriedade, mais evidente nos tumores citados que nos demais. Os tumores são uma classe heterogênea de aglomerados celulares de diferentes naturezas e taxas de crescimentos, comportando frequentemente alterações cromossômicas.

O CTVS é hoje tido como um organismo infeccioso de natureza celular, o que é facilmente demonstrado por inoculação experimental. O genoma destas células difere do genoma canino por apenas 200 a 2.500 anos. Em outras palavras, uma mutação tumoral canina levou suas células a e tornarem independentes e a se propagar por via infecciosa. Não há evidência de uma origem viral (ele é de origem clonal). Células tumorais, assim como microorganismos, são linhagens imortais que se propagam indefinidamente por reprodução assexuada.

Quando se analisa o DNA das células CTVS de diferentes regiões geográficas do planeta, verifica-se tratar-se de células originárias de um mesmo ancestral, independente da espécie de canídeo e da sua localização geográfica. Estas células são aneuplóides e compartilha os mesmos marcadores cromossômicos, o que serve para diagnosticar o tumor.

A disseminação do tumor facial no diabo-da-Tasmânia é tão ampla que está dizimando as populações deste animal, tendo já reduzido a 30% (média) o o número desses animais (originalmente 100 mil, hoje aproximadamente 30 mil). Em populações muito densas, o tumor chega a eliminar 100% dos indivíduos em um ano.

Os diabos-da-tasmânia são animais agressivos e brigam ferozmente na época do acasalamento, e como mordem o focinho dos adversários inoculam facilmente o tumor uns nos outros, gerando uma cadeia de transmissão por contato direto.

O motivo do espalhamento rápido deste tumor e sua alta mortalidade observada nestes animais deve-se ao fato de eles terem um sistema imunológico susceptível e uniforme na espécie, devido ao seu alto grau de homozigose. No passado, essa espécie foi quase exterminada e a região foi repovoada por animais geneticamente semelhantes ou idênticos (endogamia), de modo que o tecido estranho não é rejeitado pela população. Entre os cães, onde a heterozigose é alta, muitas variantes rejeitam o implante infeccioso do tumor, reduzindo drasticamente sua expansão e mortalidade pelo mesmo.

Este tipo de biologia nos faz agora repensar nos tumores malignos humanos e buscar evidências de transmissão familiar de certos tipos de neoplasias.

As Epidemias de Crack e Violência

2011-02-25T05:16:00.000-08:00

A grande vantagem de se estudar epidemiologia, e mais ainda a modelagem de propagação de doenças na população, é que ela aborda um processo universal: a propagação de informações.

Classifico as epidemias em tres categorias. Epidemias que se dão seja pela infecção por agentes que se replicam no hospedeiro e passa para outro estabelecendo cadeias de propagação, como os vírus biológicos e os vírus de computador; epidemias por agentes que não se replicam por si mas transformam elementos normais em semelhantes, que eu chamo de "propagação por conversão"; e epidemias por uma alteração de comportamente que pode ser propagável, como é o caso de um boato (fofocas, falsas notícias), uma moda (vírus de mercado), e aqui incluímos as drogas.

A disseminação de um agente epidêmico pode ser dar por causas naturais, intencionais ou acidentais.

No Brasil, além da dengue e de outros agravos preocupantes, temos também duas epidemias graves na terceira categoria da classificação acima: as epidemias do crack e da violência entre os jovens. Dentre outras coisas, a epidemia de violência, a continuar no nível em que está, afetará dentro de poucas décadas a estrutura da população, em relação à sua distribuição etária e fertilidade. Recordemos que esta epidemia em particular, está desequilibrando a proporção de jovens do sexo masculino (>90%) em certos setores da sociedade com um perfil econômico e cultural típicos, que talvez tenham influência significativa neste estado de coisas, assim como o clima e a imunidade da população tem como determinativos das epidemais infecciosas.

Vamos prosseguir neste assunto em breve.

CFAJ-1: uma estranha forma de vida impacta o paradigma de vida exclusivamente terrestre

2010-12-02T14:15:00.000-08:00

Microbiologistas da NASA fizeram uma descoberta impactante no lago Mono, perto do Yosemite National Park, na Califórnia, uma região inóspida rica em arsênico. No fundo deste lago prolifera uma halobactéria (família Halomonadaceae, do grupo das gamma bactérias) codificada como CFAJ-1 que incorpora arsênico no lugar de fósforo no seu DNA, e igualmente substitui o fósforo do equivalente às fosfoproteínas e fosfolipídeos (elemento básico das membranas). Certamente elas podem também usar arsênico no lugar do fósforo nas moléculas de ATP, e esperamos que isto se confirme.

Esta possibilidade já havia sido especulado pelo prof. Paul Davis, da Universidade do Arizona, e agora, a astrobióloga Felisa Wolfe-Simon e colaboradores, fizeram a descoberta histórica de uma forma de vida capaz de substituir o fósforo orgânico por arsênico.

De fato, a CFAJ-1 cresce bem na presença de fósforo, porém quando este elemento é escasso e o arsênico abundante, ela usa este último incorporando-o nas moléculas de DNA e RNA, proteínas e lipídeos das membranas. O arsênico é tóxico para as células justamente por ser incorporado no lugar do fósforo (as células não reconhecem a diferença), porém, como forma compostos muito instáveis em solução aquosa, as biomoléculas que o incorporam se desintegram. Não é o caso da CFAJ-1, que sobrevive com suas biomoléculas arsenicadas.

Em outras palavras, o paradigma de vida construída a partir dos elementos C-H-O-N-S-P revelou-se falho, e isto significa que vida alternativa é possível, o que aumenta o interesse pela pesquisa em formas de vida extraterrestre.

A CFAJ-1 passa a integrar o grupo das bactérias conhecidas como “extremófilas”, formas de vida que vive em ambientes extremos: altíssimas ou baixíssimas temperaturas ou ambiente muito ácido. Estes seres mostram que vida é possível nos ambientes e lugares mais estranhos e inóspitos do universo. A CFAJ-1 nos ensina que há outros Gênesis, mas qualquer que seja todos convergem para uma só coisa: a inevitabilidade da vida.

Características da influenza H1N1 em pacientes hospitalizados em 2009

2010-07-02T08:54:00.000-07:00

Jain et al (2009) registraram as características clinicas de pacientes com influenza H1N1 hospitalizados pelo menos 24 horas após o início dos sintomas, nos EUA. O estudo incluiu dados demográficos, história de vacinação, condição médica subjacente, sinais e sintomas, testes laboratoriais, radiografias e tratamento, comparando-se pacients que deram entrada em UTIs ou morreram, e pacientes que não precisaram de terapia intensiva. 13.217 casos de influenza A H1N1 (pandêmica) foram notificados ao CDC no periodo, dos quais 1.082 foram hospitalizados. Destes, 272 pacientes (casos iniciais) foram incluídos no citado estudo. A mediana das idades dos pacientes estudados foi de 21 anos (faixa de 21 dias a 86 anos). Febre e tosse foram os sintomas predominantes, seguidos de diarréia ou vômito (42% das crianças e 37% dos adultos). Aproximadamente ¾ dos pacientes hospitalizados apresentavam uma condição médica subjacente, sendo asma a mais comum em crianças e adultos. 20% das crianças e 9% dos adultos apresentavam transtornos neurocognitivos, neuromusculares ou convulsões. 18 dos pacientes eram grávidas, 4 tinham asma e 2, diabetes. 29% e 30% das crianças eram obesos, com 26 adultos sendo morbidamente obesos. 40% dos pacientes apresentaram pneumonia (R-X).
Dos 268 pacientes, 200 (75%) receberam terapia antiviral que incluiu um inibidor de neuraminidase. A mediana do tempo de início desta terapia foi de 3 dia a partir do início dos sintomas (faixa de 0–29 dias). 79% dos pacientes receberam antibióticos. De 272 pacientes, 67 (25%) foram admitidos em UTIs e 19 (7%) morreram. Destes 67 pacientes, (mediana das idades, 29 anos), 45 tinham uma condição médica subjacente, 42 necessitaram de ventilação mecânica, 24 tinham síndrome de estresse agudo respiratório, e 21 tinham sepsis. Dos 19 pacientes que morreram (mediana das idades, 26 anos; mediana do início da doença ao óbito, 15 dias), 13 tinham condição médica subjacente, tais como doença neurológica, asma, doença pulmonar obstrutiva crônica, ou gravidez. A mediana do tempo de início da terapia antiviral nestes pacientes foi de 8 dias. Todos os pacientes que receberam terapia antiviral nas primeiras 48 horas sobreviveram. Em um modelo multivariado, a única variável associada a um melhor resultado foi a adoção da terapia antiviral nas primeiras 48 horas.
É importante ressaltar que quase metade dos pacientes tinha <18 anos de idade, sendo apenas 5% ≥65 anos. A administração precoce de agentes antivirais foi importante para melhorar os resultados.

Referência:
Jain S et al: Hospitalized patients with 2009 H1N1 influenza in the United States, April–June 2009. N Engl J Med 361:1935, 2009.

Vírus Emergentes. I - Imprevisibilidade e caos

2010-03-15T11:28:00.000-07:00

(se utilizar partes do texto, cite a fonte: Portela Câmara, F. Vírus Emergentes. I - Imprevisibilidade e caos, in www.popdinâmica.blogspot.com)

A propagação de uma infecção segue a lei de ação das massas. Quanto maior a concentração de indivíduos susceptíveis expostos a indivíduos infecciosos, maior é a taxa de infecção e mais rapidamente a epidemia se propaga. Definimos um num erro básico de reprodução da infecção, Ro, como o número de infecções secundárias produzidas por um indivíduo infectado durante seu período de transmissibilidade da infecção, dentro de uma categoria particular de risco onde todos os outros indivíduos são susceptíveis. Este parâmetro é avaliado quando a epidemia tem início. Ro é função dos seguintes parâmetros:

Ro = bcD

Onde b é a probabilidade de um infeccioso transmitir a infecção para um susceptível durante um contato; c é o número médio de susceptíveis contactados (expostos) durante o período médio (D) da fase contagiosa do infectado.
Se Ro > 1, o número de infectados crescerá exponencialmente, gerando-se cadeias de infecção, e assim teremos uma epidemia; se Ro < 1, a epidemia não se auto-sustenta e tende a desaparecer (as cadeias de infecção não se propagam); e se Ro = 1, o patógeno persiste endemicamente na população.
Em outras palavras, Ro > 1 é o fator que permite o vírus invadir uma população. May (1996) também o define como uma propriedade Darwiniana do patógeno.

Fenômenos limiar e imprevisibilidade

O conceito convencional de limiar epidemiológico está baseado na idéia de que a população em estudo está em equilíbrio (steady-state), mantendo-se mais ou menos fixa ou variando tão lentamente que podemos considerá-la constante quando examinamos fenômenos em escala de tempo bem menor, como é o caso de uma epidemia que pode durar apenas poucos meses na vida de uma comunidade. Este é o raciocínio comumente utilizado em ecologia de populações e tem por fundamento paradigmático o crescimento logístico. Dentro deste raciocínio, a fração de susceptíveis é previsível e mais ou menos fixa, e os princípios epidemiológicos seriam determinísticos.
Populações, contudo, não têm o equilíbrio como regra, e podem eventualmente exibir comportamento oscilatório ou mesmo caótico. Para melhor compreender isto, vamos considerar, para efeito didático, uma população de insetos com gerações não superpostas, sendo L a taxa de reprodução por geração. A lei de crescimento desta população é dada pela conhecida equação logística:

Nt+1 = LNt (1 – Nt)

Vamos considerar que um vírus se espalha nesta população e que parte dela morre no estágio de desenvolvimento anterior à idade de reprodução (May, 1985). A dinâmica desta infecção letal será dada pela equação discreta:

Nt+1 = LNt [1 – I(Nt)]

Sendo I(Nt) a fração de indivíduos infectados removidos da geração LNt. A relação 1 – I(Nt) é uma forma do Teorema do Limiar (Kermack e McKendrick, 1929) cuja expressão é:

(1 – I) = exp(-INt/N)

Tal que

[1 – I(Nt)] ~ [1 – I] = exp(-INt/N)

logo,

Nt+1 = LNt exp(-INt/N)

A iteração desta equação revela uma dinâmica não-linear típica que, segundo a faixa de valores assumidos pelo parâmetro de controle (L), manifestará comportamentos diversos: estados de equilíbrio estacionário (steady-steady), oscilações variadas, ou caos (dinâmica instável com sensibilidade a valores iniciais). Os surtos imprevisíveis e violentos de viroses infantis agudas (ex.: sarampo) que ocorriam antes da vacinação coletiva, entre os períodos inter-epidêmicos, mostram uma dinâmica sugestiva de caos (May, 1996). Ora, isto nos chama a atenção para uma possível dinâmica caótica em epidemias por vírus emergentes, como sugerem a imprevisibilidade de seu surgimento e as típicas oscilações irregulares exibidas durante o seu curso.
O comportamento não-linear das epidemias questiona o conceito de limiar epidemiológico. A teoria do caos ensina que populações podem exibir dinâmicas diferentes quando um de seus parâmetros é alterado, p. ex., se o comportamento reprodutivo muda, se um determinado comportamento social passa a ser adotado pelo grupo, convivência com outros rebanhos, povoamento de novos ambientes, aquisição de novos costumes sexuais ou alimentares, etc. Tais considerações devem ser levadas em conta, senão estaremos fadados a repetir o velho jargão de responsabilizar as infecções emergentes ou re-emergentes a “alterações ecológicas”, “invasão de nichos ecológicos”, “miséria do terceiro mundo”, etc. (May, 1996), que são nada mais que expressões vagas e inúteis.

Dinâmica Evolucionária dos Vírus. II - Evolução da Quase-Espécie

2010-03-11T03:02:00.000-08:00

(se utilizar partes do texto, cite a fonte: Portela Câmara, F. Dinâmica Evolucionária dos Vírus. II - Evolução da Quase-Espécie, in www.popdinâmica.blogspot.com)

O grande problema com a teoria da evolução é que ela requer um diligente e bem orientado estudo para se compreender seus mecanismos, interpretar as evidencias e compreender os seus meandros e complexidade. Por exemplo, a maioria dos que estudam evolução ainda consideram que seu impulsionador é apenas a seleção natural, e que esta atua na seleção das variedades mais aptas. Sabemos hoje que a seleção natural não é a única força em ação na evolução e que nem sempre os mais aptos são selecionados.
A evolução é definida em função da variação na freqüência de genes na população de uma espécie ao longo do tempo. Isto acrescenta um fato essencial: a seleção freqüência-dependente, ou seja, a aptidão (fitness) de um gene depene da freqüência com ele está ocorrendo na população.
Em relação aos vírus os mecanismos básicos da evolução podem ser surpreendidos com notável simplicidade. Durante a replicação do DNA o RNA podem ocorrer erros ou mutações que podem se manifestar no fenótipo do individuo. Estas mutações podem ser puntiformes (substituição de um nucleotídeo), por inserção, por elisão (deleção) ou por recombinação. Destas, as mutações puntiformes são as mais simples de se seguir e compreender mais facilmente. Considera-se que a taxa, U, de mutações puntiformes seja a mesma em qualquer posição do genoma e sua ocorrência independente umas das outras, isto é, a ocorrência de uma mutação não influencia o aparecimento de outra.
Para o HIV, U = ~ 3 x 10-5 em um genoma de tamanho, L = 104 bases nucleotídicas. A probabilidade deste genoma se replicar sem haver mutação é (1 – U)L = 0,74, e a probabilidade que uma mutação específica (ex., resistência a um antiviral ou escape imune) é dada por U(1-U)L-1 = 2,2 10-5. Se 109 células recentemente infectadas são produzidas a cada dia, então qualquer mutante com uma única mutação por genoma aumentará 22.000 vezes a cada dia. Este número nos mostra o enorme potencial do HIV escapar de pressões eletivas criadas para controlá-lo. Isto é válido para os demais vírus e microorganismos.
Os vírus, especialmente os RNA vírus, sofrem mutações a cada ciclo replicativo e deste modo suas sequências descendentes não são idênticas, mas uma distribuição de erros (mutações puntiformes) que garante uma proporção de infecciosos cm virulência em diferentes graus. Deste modo, os genomas infecciosos e virulência são constantemente selecionados a cada ciclo infeccioso. Este genoma é, na verdade, uma espécie de nuvem de variantes mínimas que caracteriza o vírus que, por tal razão, deve ser considerado uma quase-espécie.
Representamos as variantes genômicas de um vírus em uma dimensão, sendo o grau de aptidão de cada variante representado pela altura de uma vertical. O aspecto desta representação é o de uma paisagem com montanhas e vales. Os picos mais altos representam as melhores aptidões. A quase-espécie “detecta” gradientes de altura na paisagem e tenta escalar as montanhas para alcançar os picos. Nesta paisagem evolutiva as quase-espécies estão sempre escalando as montanhas em espaços de alta dimensão; quanto mais alto, maior a aptidão, então evolução aqui significa “ir para cima”.

Para escalar os picos mais altos e permanecer lá é preciso que a taxa de mutação, U, não exceda um valor crítico, Uc, chamado limiar de erro catastrófico, do contrário a aptidão não mais se fixará (catástrofe de erros). Taxas pequenas de mutação garantem que o genoma permanece no pico com uma estreita distribuição em torno dele; se a taxa é zero, a aptidão será máxima ocupando apenas um pico.
Nem toda paisagem adaptativa tem limiar de erro. Picos estreitos de altura finita têm sempre um limiar de erro, o que garante sua altura e estreiteza; se o pico é muito largo tal que muitas sequências no espaço sequencial estejam nas ladeiras do pico, então não há necessidade de limiar de erro.
É fácil determinar o limar de erro catastrófico, Uc, uma vez que ele é igual ao inverso do tamanho, L, do genoma, Uc = 1/L. Deste modo, a taxa máxima de mutação que ainda é compatível com a aptidão tem de ser menor que o inverso do tamanho do genoma.
A sequência mais adaptada da quase-espécie é a “sequência mestre” ou tipo selvagem, enquanto as demais são as “mutantes”. A aptidão é traduzida no maior coeficiente de reprodução possível, ou seja, na taxa de replicação viral. Isto é dado na equação do replicador:
dxi/dt = ∑xjfjQji – φxi
Onde dxi/dt é a taxa instantânea de replicação da quase-espécie (sequências i), xj a freqüência da sequência j, fj a função de adaptação de j, Qji a taxa de mutação j  i, e φxi é a adaptação média da quase-espécie.
Seleção da quase-espécie
Considere as paisagens adaptativas da figura abaixo, com um pico alto e estreito, e outro menor e mais largo. Se U é muito pequena o equilíbrio da quase-espécie estará centrado no pico alto, prevalecendo a sequência mestre; quando ela aumenta (U’) haverá uma transição para o pico mais baixo, prevalecendo as sequências mutantes vizinhas. Além do limite crítico de erro (Uc ou 1/L) nenhum pico pode ser mantido. A figura abaixo ilustra esta dinâmica.

A conclusão do que foi exposto é simples: a seleção nem sempre favorece ao mais adaptado. Para qualquer taxa de mutação a seleção escolhe a distribuição de equilíbrio da quase-espécie com aptidão média máxima. Assim, a seleção do mais apto é substituída pela seleção da quase-espécie.

Dinâmica Evolucionária dos Vírus. I – Redefinindo a Natureza Viva: O Paradigma Genômico

2010-03-08T05:54:00.000-08:00

(se utilizar partes do texto, cite a fonte: Portela Câmara, F. Dinâmica Evolucionária dos Vírus. I – Redefinindo a Natureza Viva: O Paradigma Genômico, in www.popdinâmica.blogspot.com)

Discutir se um vírus é vivo ou não é uma questão recursiva que não leva a conclusão alguma. É certo que células se reproduzem e são autônomas na obtenção de sua energia e biossíntese; os vírus não seguem este padrão, mas parasitam células e utilizam a energia e o equipamento de biossíntese desta.
O parasitismo é uma forma de vida em que um ser depende do outro para realizar seu ciclo vital. A biologia parasitária é um fenômeno central em biologia e evolução. A palavra “parasita” designa qualquer forma de vida que se completa ao interagir outra, de onde obtém recursos para sobrevivência. Todo ser vivo depende indiretamente do outro, e a grande maioria depende diretamente do outro. Os vírus não constituem uma exceção, e mostram que esta inter-relação desce ao nível molecular e é o ponto de partida para a evolução.
O desenvolvimento da Genética e da Biologia Molecular deixaram claro e evidente que a unidade de evolução é o gene ou um grupo de genes atuando sinergicamente para que uma função ou comportamento se atualize. Em dinâmica evolucionária, chamamos genericamente replicador a esta unidade de evolução. A evolução de grupo não é mais aceita. Darwin aceitava esta hipótese porque em seu tempo a genética ainda não tinha sido descoberta, e mais recentemente a teoria de Vero Wynne-Edwards da seleção de grupo não resistiu às evidências e críticas. A crítica de George Williams à hipótese de Wynne-Edwards, por exemplo, foi tão influente entre os evolucionistas que acabou por provocar uma explosão na literatura, da qual as obra de Richard Dawkins (O Gene Egoísta) talvez seja a mais conhecida, bem como as de W. D. Hamilton, R. Trivers, G. C. Wiliams, J. Maynard Smith, K. Sigmund, e outros, sem esquecer um pioneiro, R. A Fisher.
As células e organismos não são santuários genéticos onde os genes estão isolados e imunes ao meio ambiente. Na biosfera circulam numerosas formas de replicadores que invadem transitoriamente células ou nelas se estabelecem, ora silenciosamente, ora ativamente. É neste sentido que a biologia moderna encara a vida, uma teia de fluxos gênicos conectando as mais diversas formas de organização biológica, das mais elementares às mais complexas. Há uma teia dinâmica de genomas, do primitivo ao complexo, que se comunicam, interagem e evoluem. A biologia moderna “vê” a biosfera como genomas em evolução cooperando um com os outros, e a preservação deste hipergenoma é hoje uma questão não apenas biológica como vital para a existência futura do planeta em que vivemos.
O que a biologia clássica chama vírus são genomas autônomos que transitam entre células e ai se reproduzem e co-evoluem. Estes genomas são como módulos que transferem informação genética introduzindo variedade gênica e podem se fixar possibilitando evolução por saltos. Isto é metaforicamente repetido pela terapia genética, que utilizando vírus como vetores de genes, reproduz no laboratório o que a natureza tem feito desde que a primeira protocélula emergiu no oceano primitivo.
Sendo replicadores, a manifestação primária dos genomas virais é a sua reprodução, força cega da natureza que garante a preservação de genes e sua evolução. Isto é percebido como infecção viral e epidemias, ocultando a notável competição evolutiva entre genes por toda biosfera.

Infecções do Sistema Nervoso com Sintomas Neuropsiquiátricos

2010-03-08T05:14:00.000-08:00

Este assunto pode ser consultdo em:

Câmara FP. Infecções e doenças mentais, Psychiatry On-Line Brazil, 14(09), 2009, disponível em http//:www.polbr.med.br/ano09/cpc0909.php#1 (acessado em 30/12/2009).

Câmara FP. Vírus Nipah e depressão, Psychiatry On-Line Brazil, 14(10), 2009, disponível em http//:www.polbr.med.br/ano09/cpc1009.php#1 (acessado em 30/12/2009).

Câmara FP. Bornavírus e doenças psiquiátricas, Psychiatry On-Line Brazil, 15(01), 2010, disponível em http//:www.polbr.med.br/ano10/cpc0110.php#1(acessado em 30/01/2010).

Câmara FP. Atualidade das neuroinfecções, Psychiatry On-Line Brazil, 15(02), 2010, disponível em http//:www.polbr.med.br/ano10/cpc0210.php#1 (acessado em 01/03/2010).

Curso A PESTE NEGRA

2009-10-17T14:14:00.000-07:00

A Morte Negra de 1347-1351 ganhou um novo interesse na época atual (Naphy e Spicer, 2000; Cantor, 2001; Cohn, 2002 a e b; Wheels, 2002; de Hahn, 2002, Orent, 2004; Scott e Duncan, 2004; Cristakos et al, 2005). Compreender esta catástrofe que quase exterminou um continente é de grande importância para o mundo contemporâneo, cujas grandes epidemias ameaçam retornar sem que saibamos seus possíveis cenários num mundo atualmente globalizado e superpovoado. Talvez o agente da Grande Peste, um vírus semelhante ao Ebola, esteja dormente, esperando a oportunidade para emergir novamente, em um novo cenário ou sob uma nova forma (Scott e Duncan, 2004). Também o explosivo aumento de acessos a lugares exóticos e ambientes de alta biodiversidade, que no passado foram fonte de graves doenças, aumenta a exposição de humanos a antigos e novos agravos (Scott e Duncan, 2004). Para saber mais...

O Centro de Extensão em Microbiologia do Instituto de Microbiologia Prof. Paulo de Góes-UFRJ, informa que estão abertas as inscrições para o Curso
“A PESTE NEGRA E AS GRANDES EPIDEMIAS DA HISTÓRIA: PERSPECTIVAS PARA O 3º. MILÊNIO”
Coordenado pelo Prof. Fernando Portela Câmara-IMPPG
Data: 21 de Novembro de 2009 – Horário: 09:00 às 18:00 hs.

INFORMAÇÕES
Centro de Extensão em Microbiologia(CEM) – IMPPG/UFRJ
Tel.: 2562-6736(HORÁRIO DE ATENDIMENTO AO PÚBLICO: 10:30 às 12:30 e de 13:30 às 15:30 hs.)
E-mail: ceem@micro.ufrj.br

Esqueceram o H5N1?

2009-09-20T19:50:00.000-07:00

O mundo esperava uma pandemia pela cepa de influenza aviária A (H5N1), mas súbita e inesperadamente emergiu uma cepa suína A (H1N1). Devemos esquecer o H5N1?
Em um trabalho publicado no Journal of Virology de 2007, um grupo da Tailândia liderado por Prasert Auewarakul, mostrou que uma cepa aviária isolada de um caso humano fatal, tinha duas substituições (posições 129 e 134) no gene da hemaglutinina, o que a tornava infecciosa tanto para aves quanto humanos.
Apesar dos vírus da influenza A terem 9 tipos de neuraminidase (N) e 16 tipos de hemaglutinina (H), somente 3 tipos de neuraminidase e 5 de hemaglutinina originaram pandemias humanas no último século: duas por H1N1, uma por H2N2 e uma por H3N2. Outras combinações foram detectadas em casos esporádicos, como resultado do contato direto entre humano/animais e humanos/aves, pelos tipos H7N7, H7N3, H9N2 e H10N3, que surgiram em infecções esporádicas e logo desapareceram.
O aparecimento da linhagem H5N1, de alto potencial pandêmico, não foi um fenômeno transiente, pois se estabeleceu endemicamente em populações de frangos e outras aves domésticas na Indonésia, Vietnam, Tailândia e, possivelmente, Egito, com casos esporádicos na Europa ocidental, principalmente em aves aquáticas migratórias. Este vírus infectou mais de 320 pessoas no mundo, tendo matado mais de 190 delas, o que justifica o temor de uma ameaça global pelo H5N1.
O virus H5N1 não se tornou pandêmico para humanos devido a um fato simples. Os virus da influenza A de aves ligam-se preferencialmente (via hemaglutinina) ao receptor de ácido siálico (AS) α2,3Gal(actose) que nas aves predomina no trato intestinal (daí porque as aves tem uma “gripe intestinal”, expelindo grandes quantidades de virus com as fezes). Estes receptores são encontrados nos humanos na parte mais inferior do trato respiratório, daí porque são difíceis de serem acessados. Deste modo, a infecção humana pelo H5N1 aviário é rara, e ainda que infectado o ser humano, será muito difícil passar a infecção para o seu semelhante. Por outro lado, os vírus de influenza A adaptados ao ser humano ligam-se preferencialmente a receptores AS α2,6Gal, que predominam no trato respiratório superior, e assim as pessoas não apenas são mais facilmente infectadas, como também transmitem facilmente a infecção. Então, para que um vírus aviário adapte-se ao ser humano bastam 2 ou 3 mutações no gene da hemaglutinina, conforme mostraram Prasert Auewarakul e seus colegas.
Enquanto nos preocupamos com a invasão do vírus suíno A (H1N1), causando a atual pandemia, o vírus aviário A (H5N1) ainda está circulando, e ele ainda pode vir a ser a próxima pandemia, se o jogo continuar.

Auewarakul P, et al. An avian influenza H5N1 virus that binds to a human-type receptor, J. Virol., 2007; 81:9950-9955.

Ro – Parâmetro Fundamental da Epidemiologia

2009-09-03T10:33:00.001-07:00

Eis um parâmetro importante em epidemiologia que nos faz conhecer o potencial epidêmico de um vírus que se propaga em populações. Este parâmetro, chamado de número reprodutivo básico, Ro, denota a capacidade de uma pessoa infectada transmitir o vírus a outras pessoas susceptíveis com as quais entra em contato durante o seu período de transmissibilidade. Ou seja, Ro é uma estimativa teórica do que acontece quando um indivíduo infectado (a “semente infecciosa”) é colocado numa população inteiramente suscedptível.

Se Ro > 1, a transmissão aumentará e teremos uma epidemia. Se Ro < 1, a transmissão não se sustenta e a epidemia termina ou não começa. Se Ro = 1 (valor limiar), a transmissão é endêmica e em incidência muito baixa, cada caso infeccioso é substituído por um novo susceptível.

Ro varia para um mesmo patógeno, uma vez que é dependente da densidade da população exposta. Isto explica, por exemplo, porque frequentemente o Ro de uma infecção é menor em populações rurais. Também pode variar segundo o método escolhido para sua determinação.

Eis aqui alguns exemplos de Ro:
Influenza = 1,3 - 1,7
Dengue = 1,3 – 11,6
Catapora Ro = 2
Sarampo Ro = 8
Malária Ro = 50
Ascaris Ro=5

Qualquer medida de controle que objetive a erradicação de um patógeno deve procurar reduzir seu Ro abaixo do valor limiar, ou seja, Ro < 1. Isto tem importantes implicações quando devemos decidir por uma medida de controle. Entretanto, nem sempre é fácil controlar um patógeno na população. Se um agente infeccioso ou parasitário tem um Ro = 20, será de difícil controla-lo em relação à uma espécie que tem um Ro = 3. deste modo, parâmetro tem também um grande impacto na avaliação do controle de uma infecção na comunidade.

Finalmente, por que Ro chama-se número básico rerodutivo? Quando levamos em consideração uma infecção, não interessa a taxa de reproduçao do agente infeccioso, mas a capacidade de um hospedeiro infeccioso em reproduzir sua infecção na comunidade.

Oh! – Por Que a Influenza Fere as Sensibilidades

2009-09-03T10:31:00.000-07:00

Uma alta funcionária da OMS declarou-se supresa e maravilhada, em entrevista aos jornais, ao constatar que o vírus da influenza levava em média 6 semanas para se espalhar de um lado a outro do planeta, quando outros vírus levam mais de 6 meses (sic).

Não há necessidade da ilustre doutora ficar alarmada, pois é assim mesmo que a influenza pandêmica se propaga, incluindo as épocas em que não haviam transportes aéreos, ou ainda quando o único trnaporte eram as patas dos cavalos. E aí é que vem o “x” da questão: por que, em pandemias passadas, incluindo a de 1918-1919, a gripe se propagava com a mesma velocidade de hoje?

Digo apenas o seguintes. Trabalhamos com modelos epidemiológicos, que são apenas modelos e, como tal, úteis na medida em que nos servem de guia para explicar razoavelmente o que acontece, e a partir daí formular-mos estratégias e tomadas de decisão. Portanto, note que a afirmaçao de que o vírus da influenza se propaga com rapidez devido aos meios de transporte intercontinentais rápidos, é um argumento insustentável pela história das pandemias de gripe. Na verdade, esta aparente ou não controvérsia decorre de um fato singular: a suposição de que não existe reservatórios da influenza humana, logo a trnasmissão é rápida e sua progressão pressupõe um rápido deslocamento do hospedeiro virêmico.

A Ciência das Epidemias - Resumo

2009-08-28T08:50:00.000-07:00

As doenças infecciosas são transmissíveis a partir de dois mecanismos fundamentais: 1. uma pessoa infectada pode transmitir a infecção para outra –melhor dizendo, reproduzir a infecção em ouitra – através do contato direto ou indireto; ou 2. A infecção se espalha a partir de uma fonte comum que serve de reservatório do agente infeccioso e a partir daí ele infecta pessoas que entra em contato com ele (alimentos, água). Em qualquer caso, o indivíduo infectado pode transmitir o patógeno para outros indivíduos, sendo chamado de hospedeiro amplificador, ou ele não o transmite, sendo a infecção restrita à exposição a uma fonte comum, caso em que o hospedeiro é chamado de hospedeiro terminal. Em todo caso, a infecção é sempre acidental, portanto todos os hospedeiros são acidentalmente infectados, a menos que a infecção seja intencionalmente disseminada, caso em que os hospedeiros são vítimas de um ataque biológico.

O hospedeiro amplificador é infeccioso, e a doença restringe seus movimentos diminuindo a probabilidade da transmissão. Entretanto, há casos em que o hospedeiro não desenvolve sintomatologia clínica e, assim, passa a ser um transmissor silencioso, iludindo todas as barreiras de contenção do agente sem ser detectado. Outras vezes o indivíduo recupera-se da doença mas ao invés de eliminar o patógeno do organismo passa a ser um transmissor silencioso. Estes casos caracterizam o estado portador ou o portador sadio.

A maior parte das fontes de contágio na natureza são animais hospederios, que atuam como reservatórios naturais de patógenos, sendo o homem acidentalmente infectado após exposição ao animal ou a um de seus produtos. Este tipo de infecção é conhecida como zoonoses. Há casos em que o ser humano é o único reservatório do patógeno, portanto, uma antropoose.

Para que um patógeno seja mantido numa população humana é necessário que esta tenha uma número mínimo de indivíduos, ou limiar. Por exemplo, no caso do sarampo, o número mínimo para manter o vírus na população é de 300 mil pessoas. Isto garante que o número de crianças nascidas por ano formem o corredor de susceptíveis que garante a transmissão do vírus dentro da população. Uma exceção é o vírus do herpes, cuja latência permite que ele se mantenha em populações bem menores, com cerca de mil pessoas; doenças venéreas como a gonorréia, não deixam imunidade e se mantém na população através da atividade sexual de grupos onde a troca de parceiros é frequente.

Imunidade de grupo

A maioria das infecções deixa imunidade mais ou menos duradoura. Isto explica porque uma epidemia é auto-limitada, chegando ao seu auge e então diminuindo até desaparecer ou cair em um nível endêmico. Portanto, uma epidemia confere imunidade de grupo apopulação, tornando difícil a circulação do patógeno, até que a quantidade de susceptíveis aumente o suficiente para sustentar uma outra epidemia. A imunidade de grupo pode ser aumentada e mantida vacinando-se regularmente a população, especialmente as crianças que formam o grupo de susceptíveis continuamente acrescentados após a última epidemia. Foi assim que se erradicou a varíola no mundo, e a poliomielite no Brasil. Foi assim que se erradicou a varíola no mundo, e a poliomielite no Brasil.

A imunidade de grupo contribui para diminuir a taxa de mortalidade ou sequelas devido ao nível de imunidade adquirida por infecções na infância, e que se mantém na população adulta. Para melhor compreender esse fenômeno considere os modelos Cairo e Miami da disseminação da poliomielite.

O modelo Cairo é o protótipo da transmissão de enteroviroses nos países com precárias condições de saneamento e fornecimento regular de água potável tratada. O vírus da poliomielite facilmente se dissemina entre as crianças, provocando infecções benignas na maioria, e infecções com comprometimento neurológico numa minoria, que morre ou adquire sequelas (paralisia flácida). A grande maioria das crianças fica imune (imunidade de grupo) e esta imunidade é permanente. A disseminação do vírus entre crianças contribui para uma vacinação natural, e a imunidae de grupo contribui para a reduçã da mortalidade.

O modelo Miami é o protótipo para os países desenvolvidos, com saneamento desenvolvido e água potável regular. Neste caso o vírus da poliomielite não tem condições de circular na comunidade, portanto, a proporção de susceptíveis é muito alta. Se o vírus for acidentalmente introduzido, crianças e adultos se tornarão vítimas da infecção, um grande número de pessoas terá a doença e a mortalidade e sequelas serão altas. Essas populações são as que melhor se beneficiam de um programa de vacinação.

Há infecções, contudo, em que o patógeno não circula normalmente na população, como é o caso de virus silvestres, mas que pode invadi-la acidentalmente com alta morbidade e mortalidade. Neste caso, a população é geralmente inteiramente susceptível e a morbidae e mortalidade serão altas, a menos que exista uma vacina que possa ser usada preventivamente. É o caso da febre amarela, da gripe pandêmica, e outras infecções graves com potencial de urbanização. Nestes casos, o vírus emerge de modo imprevisível e invade a população em um ataque-surpresa.

Modelos de transmissão de doenças infecciosas

A base conceitual destes modelos foi desenvolvida por Sir Ronald Ross para estudar a dinâmica de transmissão da malária, a matemática da transmissão das infecções foi desenvolvida por Kermack e McKendrick e Reed e Frost nos anos 20. Esses modelos consideram que os individuos de uma população infectada movem-se para “compartimentos” ou estágios de infecção denominados de “susceptível”, “infeccioso”, e “recuperado ou imune”. Resumidamente, este é o modelo SIR. Há também o modelo S ßà I, em que os infecciosos se recuperam como suscptiveis outra vez, como na maioria das doenças sexualmente transmissíveis; e o S à I, em que os infecciosos permanecem como tais, como é o caso das infecções por HIV e das hepatites B e C crõnicas.

Os modelos mais simples usam somente dois ou tres compartimentos, cuja passagem de um a outo é descrita por parâmetros. Assim, nos modelos simples o número de pessoas infectadas no tempo t+1 é calculado como uma função do número de pessoas infecciosas no tempo t, da taxa de contato entre um indivíduo infeccioso e susceptíveis durante a fase de contágio, da probabilidade que um infeccioso transmita o patógeno durante um contato com um susceptível no tempo t. Semelhantemente, o número de pessoas recuperadas ou imunes no tempo t+1 é calculado a partir do número de indivíduos infectantes no tempo t e duração do periodo de contágio. Deste modo, os números de pessoas susceptíveis, infectadas e recuperadas na população são calculados ao longo do tempo exibindo a dinâmica da transmissão na população, supondo uma mistura homogênea entre as pessoas. As condições assumidas no modelos não são necessariamente realísticas, pois, de fato, a taxa de contato não é constante para todas as pessoas, e não se leva em consideração as pessoas que deixam ou entram na população. Entetanto, este modelo captura o essencial da dinâmica das epidemias. Modelos mais sofisticados foram desenvolvidos para incluir a possibilidade de misturas desiguais, variação da infecciosidade, variação da susceptibilidade no tempo, e migração para dentro ou para fora da coorte. Também como os acontecimentos são dependentes, deve-se evitar que os parâmetros de transmissão sejam estáticos ou independentes uns dos outros.

Os modelos são usados para predizer o curso de uma epidemia ou para avaliar a eficiência das medidas de controle disponíveis e criar estratégias de otimização para o controle de uma epidemia. A construção de modelos úteis requer uma quantidade substancial de informação sobre os fatores que influenciam a progressão de um estágio a outro. Todos os modelos tem um objetivo comum que é o número reprodutivo efetivo de uma infecção, R, definido como o número médio de infecções produzidas a partir de um caso infeccioso. Isto contrasta com Ro, o número reprodutivo básico, que se refere a uma população completamente susceptível, enquanto R reflete o nível real de imunidade na população. Deste modo, R varia á medida que a imunidade da população se modifica com o tempo. Se susceptíveis são introduzidos na população, R aumentará, e se a proporção de susceptíveis diminui (vacinação, progressão da epidemia com consequente aumento de imunes), R diminuirá. Se R < 1, a transmissão não se sustenta, e a infecção se extinguirá com o tempo, já que cada indivíduo infectado transmitirá, em média, a infecção para menos de uma pessoa. Se R > 1, a transmissão aumenta e a epidemia se espalha até que, com o aumento da proporção de imunes, R começa a cair até atingir a condição R = 1 ou R < 1, ocasião em que a epidemia acaba. Quando R = 1, no nível mínimo, os infecciosos equilibram-se com os novos suceptíveis (nascimentos, perda de imunidade na velhice), e a infecção torna-se endêmica. A grande dificuldade em modelar o curso de uma epidemia é a variabilidade da infecciosidade entre os transmissores. Eventos raros, tais como a ocorrência de um transmissor altamente eficiente (superinfecciosos), ou a migração de um hospedeiro infeccioso para uma população não imune (viagens aéreas), podem niciar epidemias em lugares onde antes não há transmissão.

Uma vez identificado o agente de uma epidemia, a atenção volta-se para os estudos epidemiológicos procurando-se identificar os fatores de risco envolvidos na infecção, sua progressão e recuperação dos infectados. A partir daí planejam-se as intervenções que ajudem a modificar a transmissão e o curso clínico da infecção, a partir de estudos controlados e não controlados. O racional de tudo isto é a construção de modelos que permitem atingir a plena compreensão das epidemias.

Para conhecer mais sobre técnicas de investigação epidemiológica:

Câmara FP, Theophilo RLG, Santos GT, Pereira SRFG, Câmara DCP, Matos RRC. Estudo Retrospectivo (Histórico) da Dengue no Brasil: Características Regionais e Dinâmicas [Regional and Dynamics Characteristics of Dengue in Brazil – A Retrospective Study], Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 40(2): 192-196, 2007.

Câmara FP, Gomes AF, Santos GT, Câmara DCP. Clima e Epidemias de Dengue no Estado do Rio de Janeiro [Climate and dengue epidemics in state of Rio de Janeiro], Revista da Sociedade Brasileira de Medicina Tropical, 42(2); 137-140, 2009.

Fraser C, Donnelly CA, Cauchemez S et al. Pandemic Potential of a Strain of Influenza A (H1N1): Early Findings, Sciencexpress Report
www.sciencexpress.org/11 May 2009/Page 1/10.1126/science.1176062

As três “leis” da dinâmica de populações

2009-08-23T14:23:00.000-07:00

(se utilizar partes do texto, cite a fonte: Portela Câmara, F. As três “leis” da dinâmica de populações, in www.popdinâmica.blogspot.com)

O princípio da dinâmica de populações começa pela função R, que define a taxa de crescimento individual. Isto também é importante para conhecer as implicações do numero reprodutivo básico em epidemiologia.

1

Uma característica, que pode ser considerada uma lei da ecologia de populações, é que as espécies formam população porque seu crescimento é uma função exponencial positiva. Em outras palavras, uma população tende a crescer geometricamente e na for afetada ou limitada por algum fator ambiental. Como Malthus foi o primeiro a descrever este princípio, esta lei algumas vezes é chamada de “primeira lei de Malthus”. Representamos este princípio como a derivada::

d(lnN)/dt = R = constante

(N = tamanho da população; R = taxa de crescimento logarítmico per capita instantâneo)

Esta lei pode ser enunciada da seguinte forma: “toda população cresce a uma taxa logarítmica constante a menos que seja afetada por forças ambientais”. Daí porque essa lei também é denominada de “lei do crescimento uniforme”.

Está claro que toda a dinâmica de uma população está relacionada ao desvio de R do movimento uniforme esperado. Definimos agora uma função R:

R = f(B,G,P)

(B = fatores bióticos, ou outras populações; G = fatores genéticos; P = fatores abióticos)

Da mesma forma que a densidade de população, N, depende de R, esta função também é sensível aos valores presentes ou passados de N. Ou seja:

R = f(Nt-d)

Sendo d um retardo da resposta de R em relação a uma mudança de N. este retardo na resposta, de variada magnitude, origina feedback no sistema, podendo levar a um comportamento oscilatório ou mesmo caótico.

2

No mundo real, o crescimento acaba sendo limitado por forças ambientais, tais como restrição de espaço e alimentos, levando a “competição intra-específica” em que os indivíduos da espécie competem entre si pelos mesmos recursos. Deste modo, a densidade populacional aproxima-se assintoticamente de um valor de equilíbrio, a “capacidade de carga”, um ponto fixo atrator. R diminui gradualmente até o valor 0. A densidade de equilíbrio é o momento em que a natalidade e mortalidade se igualam. A população é regulada neste ponto por feedback negativo: se ultrapassa o valor de equilíbrio, a mortalidade aumenta até restituir o equilíbrio; se diminui, a natalidade aumenta em direção ao equilíbrio. A função R é descrita como:

R = A(1 – N/K)

Sendo A o valor máximo de R (quando N << K), N a densidade da população e K a capacidade de carga ou densidade de equilíbrio (valor máximo de N ns condições ambientais vigentes).

Esta seria a “segunda lei de Malthus” ou “princípio de Verhulst”. A função é generalizada na expressão:

R = A[1 – (Nt-d/K)^Q]

(Q é um coeficiente que caracteriza um efeito não-linear na densidade, o que freqüentemente se observa na natureza)

3

Quando duas ou mais populações interagem temos uma competição inter-específica, sendo o caso mais estudado e geral a interação predador-presa. Esta interação gera feedback negativo entre uma espécie e a outra, no sentido em que o aumento n número de presas resulta no aumento da população do predador (supondo que as presas sejam o seu único recurso), isto retroage negativamente sobre as presas, fazendo-as diminuir, e assim também a população de predadores. A rarefação das presas reduz consideravelmente os ataques sobre elas e então começam a crescer, trazendo a população de predadores com ela. As funções R para predadores (P) e presas (N) são, então:

RN = fN(Nt-1, Pt-1)

RP = fP(Pt-1, Nt-1)

(RN e RP são as taxas de variação per capita de presas e predadores, respectivamente; fN e fP são as funções não específicas de densidades; e Nt-1 e Pt-1 as condições iniciais. Estes sistemas de equações de primeira ordem podem ser reduzidos para uma equação de segunda ordem para uma das espécies, por exemplo, para o sistema acima, a equação poderia ser reduzidas para as presas, e teríamos:.

R = f(Nt-1, Nt-2)

Mostrando que elas estão sujeitas a dois retardos de tempo, portanto, a um feedback de primeira ordem e outro de segunda ordem. No caso mais geral:

R = f(Nt-1, Nt-2, …, Nt-d)

Assumindo agora que f( ) pode ser aproximado para uma função linear, obtemos a função polinomial explícita:

R = a0 + a1Nt-1 + a2Nt-2 + … + adNt-d

Frequentemente usado em análises de séries temporais em ecologia. As densidades no lado direito da equação devem ser transformadas em logaritmos quando vamos proceder uma análise estatística.

As interações entre populações e fatores ambientais podem levar a retardos nos feedbacks entre elas, e a Teoria Geral dos Sistemas ensina que retardos temporais levam a oscilações instáveis nas alças de feedbacks. Isto leva à proposição de que dinâmicas cíclicas (oscilatórias) ocorrerão muito provavelmente quando populações interagem

Super-infecciosos - Hubs epidêmicos nas redes sociais

2009-08-23T07:39:00.000-07:00

Em uma epidemia, nem sempre a capacidade infectante é homogênea. Algumas pessoas têm a capacidade de transmitir a infecção com grande eficiência, ou seja, com um Ro maior que a média. No caso do HIV, os transmissores mais eficientes são aqueles que mantêm um maior número de relações sexuais numa população, formando os chamados “grupos de risco”. Outros casos estão ligados a características do hospedeiro ou hábitos, ou a virulência do patógeno (como na gripe atual, 2009). Estes transmissores são os que contribuem com a parcela significativa do espalhamento do patógeno numa população, mesmo quando o Ro médio é < 1. São chamados, por isso, de super-infectantes ou super-disseminadores.

Um exemplo bem estudado foi a transmissão da virose emergente que ficou conhecida como “pneumonia asiática” ou, oficialmente, SARS (sigla para “severe acute respiratory syndrome”, ou “síndrome agudo respiratório grave”), um coronavírus que surgiu no sul da China em 2002 e logo se espalhou rapidamente para outras regiões. A OMS considerou este rápido espalhamento como sendo devido a casos “superinfecciosos”, que infectam um número anormalmente grande de susceptíveis (no caso da SARS, há relato de um doente infectar até 40 pessoas). Tais casos deviam-se à uma carga viral muito alta ou a uma versão genética de um potente agente infeccioso.

O primeiro caso de SARS teria surgido em Foshan, China, em 16 de novembro de 2001. Um homem doente infectou quatro outros, mas não as quatro crianças que vivam com ele, o que torna esta doença ainda mais misteriosa. Em Janeiro do ano seguinte (2002), a doença foi levada para Guangzhou, também na China, por um vendedor de camarão, e a partir daí espalhou-se para três hospitais da cidade, um deles sendo o hospital em que o professor Liu Jianlun, um experiente pneumologista, tratou algumas das 90 vitimas. Em fevereiro, o professor Liu viajou de ônibus para um casamento em Hong Kong e hospedou-se no Metropole Hotel, em Kowloon. Ai ele ficou doente e não compareceu ao casamento.

Percebendo que podia ter contraído a SARS, ele se dirigiu ao hospital local e alertou o corpo médico sobre a epidemia de Guangdong, porém, como o governo chinês não havia declarado publicamente a epidemia, o professor Liu foi ignorado. Ele era um super-infectante, que transmitiu a SARS para sete hospedes (portanto, um Ro = 7) no 9o andar do hotel onde se hospedou (provavelmente por secreção deixada no botão do elevador), antes de se internar num hospital em Hong Kong, onde também infectou vários membros do corpo médico.

As sete pessoas infectadas no hotel foram as seguintes:
- Uma mulher de 26 anos, de Singapura, em férias em Hong Kong com uma amiga. Ao retornar ao lar, infectou 20 pessoas em cinco dias.
- Uma sino-americana de 78 anos, que levou a doença para Toronto, Canadá e a transmitiu para cinco membros de sua família antes de falecer. Este foi o único surto da doença for a do Oriente.
- Um homem de negócios sino-americano. Ele foi para Hanói, Vietnam, onde infectou 50 pessoas antes de morrer, muitas delas membros do corpo médico do hospital que o tratou (uma delas foi o médico Carlo Urbani, da OMS, que veio a falecer da doença).
- Um funcionário de aeroporto, de 26 anos, que foi internado no hospital Prince of Wales Hospital em Hong Kong, onde passou o vírus para dúzias de pessoas do corpo médico.

Após o espalhamento inicial da doença, vários outros super-infectantes ajudaram a disseminar a SARS. Houve duas pessoas infectadas em Singapura, uma delas a enfermeira que cuidou da mulher que esteve no Hotel em que se hospedou o professor Liu, em Hong Kong.

Em Hong Kong, pelo menos um super-infectante foi responsável pela epidemia em Amoy Gardens, onde mais de 100 pessoas foram infectadas em um único prédio. Outras pessoas que tiveram SARS eram muito pouco infectantes, por exemplo, a amiga que acompanhou a mulher que adoeceu em Hong Kong. Ela também teve a doença mas não infectou ninguém no hospital de Singapura.

Parece que somente uma minoria de doentes era superinfectante, e não é impossível que a doença perca sua força ao passar de pessoa a pessoa. Seja qual for a razão, a SARS acabou tornando-se controlada.

Ao todo foram contados 2.400 casos em todo mundo (China, Hong Kong, Canadá, Rússia) com 82 mortes, a maioria de profissionais da área médica que lidaram com doentes de SARS. Tal mortalidade é menor que a observada na pneumonia pneumocócica. Deste modo, houve mais pânico que perigo real.

A OMS atribuiu a SARS a um coronavírus com “99% de certeza”, porém, cientistas chineses atribuíram sua etiologia à uma clamídia, causa comum de pneumonia atípica.

O mais famoso superinfectante

Gaetan Dugas, um comissário de bordo franco canadense é conhecido como o paciente-zero da aids. Isto porque ele foi não somente o primeiro paciente diagnosticado como também porque das 248 pessoas diagnosticadas com aids em abril de 1982, 40 tinham tido relação sexual com ele ou com algum parceiro dele. Dugas foi o centro de uma complexa rede sexual emergente entre homossexuais masculinos. Esta rede estava ancorada entre as costas leste e oeste do EUA, abarcando São Francisco, Nova York, Flórida e Los Angeles. Ele tinha em média 250 parceiros diferentes por ano, numa vida promiscua em clubes gay e saunas, e em uma década contaminou cerca de 2.500 pessoas diferentes. Nunca ficou claro se ele introduziu a aids nos EUA, pois, visitava frequentemente a França, país onde os primeiros casos haviam sido detectados. De qualquer forma, a partir de Dugas, cerca de 20 mil mortes por aids puderam ser ligadas direta e indiretamente.

Dugas foi o centro de uma epidemia obscura que começou com poucos casos e em poucos anos havia se tornado uma crise nacional. Os modelos epidemiológicos clássicos falharam em detectar e controlar a epidemia que avançava, porque sua transmissão seguia um modelo de redes, com um elemento altamente conectado – um superinfectante – movimentando-se pela rede social na qual era uma espécie de hub.

Essa observação leva a um paradigma atual muito importante...

Copyright/2009
(Esse assunto é parte de um capítulo de livro a ser publcado em breve)

A H1N1 - Interlúdio Clínico, Patobiológico e Epidemiológico

2009-08-22T14:27:00.001-07:00

O vírus da influenza tem oito genes distribuídos, respectivamente, em oito segmentos de RNA fita simples de polaridade negativa. Os genes/segmentos são PB1, PB2 e PA, genes que formam a polimerase viral; NP, gene da nucleoproteína; M, gene da proteína da matriz; NA, gene da neuraminidase; HA, gene da hemaglutinina; e NS, gene da proteína não estrutural.

A infecção pelo vírus da influenza requer a ligação entre sua hemaglutinina e receptores celulares contendo acido siálico. O qual existe sob duas formas: alfa-2,3 e alfa-2,6. As linhagens de aves ligam-se preferencialmente aos receptores alfa-2,3, que localizam-se no trato intestinal; enquanto as linhagens humanas preferem o alfa-2,6 que existem no trato respiratório. Esta mudança requer uma simples substituição de aminoácidos. O presente vírus A H1N1 (suíno, suposto...) tem grande especificidade para os receptores pulmonares e apresenta também para receptores presentes no trato intestinal humano. Daí porque uma quantidade bem maior de gripes que cursam com diarréia aguda com ou sem vômitos está sendo observada. Febre também não é um sintoma importante. No México, menos de um terço dos casos cursava com febre, e na Argentina, menos de metade ds casos].

A alta patogenicidade das linhagens H5N1 aviária em humanos, bem com da linhagem A H1N1 de 1918, deve-se a um gene PB1-F2 que é lido por deslocamento de pauta de leitura dentro do gene PB1, que codifica uma subunidade da polimerase viral. Este gene está associado a alta patogenicidade da influenza, levando ao aumento da carga viral nos pulmões e a letal tempestade de citocinas. O produto do gene PB1-F2 é uma proteína de 90 aminoácidos. Sua atividade:
1. permeabiliza as mitocônrias fazendo vazar o citocromo c para o exterior;
2. induz apoptose nos linfócitos T CD8 e nos macrófagos alveolares;
3. aumenta a gravidade da infecção pelo vírus da influenza e favorece as infecções secundárias;
4. como resultado temos uma extensa necrose bronquio-alveolar, abudante infiltrado inflamatório no pulmão, levando a insuficiencia respiratória aguda, produzidos pela "tempestade de citocinas" consequente a ação viral.

Este gene está truncado na presente linhagem pandêmica A H1N1 2009, tal que a proteína PB1-F2 não é produzida. Portanto, espera-se que a mortalidade desta cepa seja menor que a H1N1 1918.

Agora que a estação fria está terminando, não é razão ainda para se comemorar o fim da gripe. Começa o inverno no hemisfério norte e o vírus ainda está evoluindo, apresentando mutações frequentes. Talvez ganhe força e retorne com mais força, ou comece a declinar. É cedo ainda para se definir um curso. Também não há motivo para relaxar a guarda por aqui. A experiência mostrou que os casos tendem para um pico em 4 semanas e depois caem... para retornar com força daí a algumas semanas. Sejamos prudentes e vamos manter as medidas de higiene preventiva.

A H1N1 e Tamiflu - Evolução e Populações Virais

2009-08-22T11:31:00.001-07:00

A nova linhagem de influeza A H1N1, suína (suposto) é uma reassociação genômica que resultou em antígenos H e N novos, portanto, uma cepa pandêmica. Causa mortalidade em adultos jovens saudáveis, o que não é típico das gripes sazonais, além dos imunodeficientes novos ou velhos, com especial seletividade para as grávidas. O vírus por enquanto é sensível ao Tamiflu, um inibidor da neuraminidase viral, antígeno essencial para a entrada do vírus na célula hospedeira. Deste modo, o Tamiflu é um quimioprofilático, protegendo o hospedeiro da gripe em seu início e os que foram expostos ao vírus por proximidade com o caso suspeito. Reduzindo a carga viral, o Tamiflu oferece ao organismo oportunidade de debelar com maior facilidade o vírus, sem impedir que o doente adquira imunidade para o mesmo. Usado tardiamente, o Tamiflu, apesar de conter a carga viral, não interfere nos efeitos patológicos da pneumonia por influenza, e nem em seu curso letal. O Tamiflu deve ser usado precocemente, desde que a presença da nova cepa pandêmica seja detectada, não importando sua proporção em relação a cepa sazonal, a qual mais tarde será inevitavelmente substituída (ver mais abaixo). O Tamiflu é profilático, portanto, não apenas dirigido ao paciente como também aos expostos, como o médico assistente e demais profissionais de saúde, e familiares, além dos grupos de risco já sabidos.

O governo brasileiro monopolizou a distribuição do Tamiflu, condicionando-a a uma desnecessária burocracia para retirar o medicamento dos postos de distribuição, limitando o cidadão na liberdade de escolha e o médico, da relação direta com o paciente mediante uma simples prescrição, sem burocracia intermediadora e protocolos que engessam uma decisão médica e a submete a critérios leigos. O Ministério da Saúde, contudo, em seu protocolo para orientação no tratamento da gripe, publicado em 04/08/2009 no site
http://portal.saude.gov.br/portal/aplicacoes/noticias/default.cfm?pg=dspDetalheNoticia&id_area=124&CO_NOTICIA=10460
justifica esta medida no item 6 dizendo: " 6) O Ministério da Saúde reitera que o uso indiscriminado do remédio pode tornar o vírus mais resistente e abrir caminho para o surgimento de novas cepas, o que traria mais riscos à saúde pública, como vem alertando a Organização Mundial da Saúde."

Ora, temos aqui um problema de dinâmica de populações, uma vez que uma epidemia nada mais é que um desenvolvimento do modelo predador-presa.

Em ecologia moderna, toda dinâmica de populações está ligada à genética de populações, portanto, essa dinâmica é também evolucionária. Define-se hoje evolução como mudança na frequência de genes ao longo das gerações, sendo importante notar que esta mudança não está necessariamente condicionada a seleção natural, como geralmente se pensa, e pode decorrer de outros processos. Como Darwin não conhecia ainda os genes, a seleção natural do melhor adaptado era a única força evolutiva aceitável. O Tamiflu pode selecionar cepas resistentes a este medicamento, mas dizer que isto leva a um cepa mais virulenta é desconhecer totalmente a teoria da evolução, a genética de populações e a genômica viral. Além disso, dinamicamente o uso precoce do Tamiflu pode ser benéfico, reduzindo significativamente a mortalidade sem afetar a aquisição de imunidade de grupo. Vejamos.

A presente pandemia é uma típica "epidemia de população virgem" (entenda-se: população sem nenhuma defesa imunológica prévia para o novo vírus). Na fase inicial, o vírus evolui selecionando-se formas mais adaptadas e de crescimento rápido (estratégia r), espalhando-se rapidamente na população numa primeira onda invasora. Esta seleção de replicantes rápidos está associada a um aumento na virulência à medida que a propagação aumenta. Com isso, cepas mais virulentas são selecionadas e o patógeno garante a transmissão de seus genes. Ao mesmo tempo, a população experimenta mortalidade acima do esperado, sem que isto afete o aumento da proporção de imunes (recuperados da infecção). Esse último fenômeno é conhecido como "imunidade de grupo", e seu aumento reduz a transmissão viral, difcultando-a até extingui-la (após mais duas ou três ondas sazonais, no caso de uma nova linhagem de influenza A).

Quando a população torna-se em sua maior parte imune, cepas mais atenuadas do vírus começam a ser selecionadas. Estas cepas levam mais tempo no hospedeiro (o que aumenta a chance de transmissão na população agora escassa de susceptíveis), persistindo agora nas crianças nascidas depois da pandemia (totalmente susceptíveis) e nos idosos imunologicamente deficitários, caso a proporção destes seja suficiente para sustentar a transmissão (o que exige uma população suficientemente grande). Nesta fase, a seleção muda para a estratégia K. É deste modo que uma cepa pandêmica atenua-se e persiste como cepa "sazonal". Ocasionalmente, os virus da influenza sofrem mutações que origina variantes capazes de iludir o sistema imune das pessoas anteriormente imunizadas pelo virus pandêmico. Isto dá origem a epidemias sazonais de baixa mortalidade.

Na fase inicial da epidemia, a seleção de cepas mais virulentas é uma tendência proporcionada pelo tamanho da população e sua alta proporção de susceptíveis. O Tamiflu nada tem a ver com isso, como é sugerido no site do MS.

Mais cedo ou mais tarde, aparecerão cepas resistentes ao Tamiflu, mesmo que este quimioprofilático não tenha sido usado na população hospedeira. A variabilidade causada por mutações aleatórias é comum nestes vírus. Assim, o uso do Tamiflu, ainda que acelerando a seleção de resistências, em grande escala, contribuirá na redução da mortalidade sem interferir na aquisição de imunidade de grupo. A seleção de resistência seria lenta a princípio, e ainda em competição com a seleção de estratégistas r. Além disso, a seleção de resistêntes não é um processo automático, e muitas cepas poderão ser lentas ou inadaptadas, portanto inviáveis. A seleção de uma cepa epidemicamente robusta é um processo complexo e imprevisível. Mais adiante, colocarei aqui modelos matemáticos baseados em evidências para ilustrar essa questão. Não há nenhuma justificativa racional para limitar o uso e a distribuição do Tamiflu, portanto.

Notas.
Sobre evolução e genética de populações veja:
Fernando Portela Câmara. Variabilidade e Adaptação: As Bases Genéticas da Evolução, no endereço:
http://www.iced.org.br/artigos.htm

Fernando Portela Câmara. Dinâmica das Epidemias Virais. In: Introdução à Virologia Médica (ed. p. NSO Santos, MTV Romanos e MD Wigg), Rio de Janeiro: Ed. Guanabara Koogan, pp. 510-515, 2008.
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Sobre este blog

2009-08-22T08:40:00.000-07:00

Trata-se de material, reflexões e discussão sobre dinâmica de populações como fundamento para o entendimento de epidemias, ecologia, evolução, desenvolvimento, economia, medicina, psiquiatria, política etc. Enfim, tudo que esteja direta ou indiretamente relacionado à biologia das populações, seus movimentos, interações e fluxos de genes. Mas não será apenas isto, muitas coisas relacionadas ou não ao tema principal, de interesse direto ou colateral, também serão aqui discutidas, de modo que teremos muitos e variados temas.

Durante muitos anos investi meu tempo e energia na orientação de mestrandos e doutorandos até perceber, no jovem universitário ainda na graduação, um imenso desejo de aprender, conviver com o conhecimento e com a pesquisa, e penetrar nos desenvolvimentos teóricos e marcos conceituais que fundamentam a ciência atual, pós-moderna. Esses jovens produziram em mim, após 35 anos de experiência universitária, um novo estímulo mental que me levou a criar este blog para turbinar as discussões no laboratório e nas classes, mas que também gera interesse do público esclarecido. Portanto, esse blog passa a ser um espaço para discussão, acadêmica ou extra-acadêmica, pública e geral.

Portela