Vírus nos fazem questionar o que significa ‘ser vivo’

Enquanto o mundo luta para conter o COVID-19, nos lembramos de como os vírus não são como os outros organismos. Na verdade, esses tenazes micro-organismos desafiam as noções tradicionais da própria vida.

Poucas coisas são mais assustadoras do que um inimigo invisível implacável, mas essa é a nossa situação na contínua batalha contra o SARS-CoV-2, o vírus que causa o COVID-19. O problema não é inédito, pois a humanidade já lidou com sua parcela de pandemias virais ao longo da história. Os vírus, é justo dizer, são uma parte indelével da condição humana.

Os vírus têm uma qualidade inquietante, apresentando características incompatíveis com as definições tradicionais de vida. A chave para esse debate é a incapacidade dos cientistas de chegar a um acordo sobre uma definição padrão de vida e sobre o que significa para algo estar vivo.

O que é vida?

Em 1944, por exemplo, o físico Erwin Schrödinger disse que a vida é qualquer coisa que resiste à entropia, ou seja, coisas capazes de evitar a desordem e a decadência em equilíbrio.

Um pedaço de matéria se torna vivo quando “continua ‘fazendo algo’, se movendo, trocando material com seu ambiente, etc., e isso por um período muito maior do que seria de se esperar que um pedaço de matéria inanimada ‘continuasse’ em circunstâncias semelhantes”, escreveu Schrödinger em seu livro O que é a vida?.

Era uma boa ideia, mas um pouco exagerada, uma vez que Schrödinger estava claramente tentando tirar uma definição por meio da aplicação da Segunda Lei da Termodinâmica e levar para os sistemas vivos.

Em 2010, os biólogos Peter Macklem e Andrew Seely definiram a vida como uma “rede termodinâmica autocontida, autorreguladora, auto-organizadora, autorreprodutiva, interligada, aberta e termodinâmica de componentes que realiza trabalhos, existindo em um regime complexo que combina estabilidade e adaptabilidade na transição de fase entre a ordem e o caos, como uma planta, animal, fungo ou micróbio.”

Ilustração do novo coronavírus. Imagem: CDC

São muitas informações e podem parecer confusas. Uma “transição de fase entre a ordem e o caos”, soa mais como uma letra de música do que ciência, para ser sincero.

Para ajudar os astrobiólogos a identificar a vida extraterrestre caso a encontrassem, a NASA desenvolveu sua própria definição de vida, que é curta e direta: “um sistema químico auto-sustentável capaz de evolução darwiniana.” Bonito, mas talvez muito simplista.

Eu poderia continuar, mas como a BBC apontou em 2017, existem mais de 100 definições de vida, e provavelmente todas elas estão erradas.

Como disse Nigel Brown, ex-presidente da Sociedade de Microbiologia do Reino Unido, ao Gizmodo, “não há uma definição consensual de vida que cubra todos os aspectos dos organismos vivos.”

Por exemplo, um critério típico da vida é que ela seja capaz de se reproduzir, mas “um cristal que semeia um líquido pode se reproduzir”, disse ele, acrescentando que “coisas como crescimento, um ciclo de vida, metabolismo, resposta a estímulos” e outras características consideradas necessárias para a vida “variam entre diferentes organismos.”

O que é um vírus?

A coisa mais irritante sobre os vírus é que eles exibem tanto atributos distintos de vida quanto de ‘não vida’. Ao mesmo tempo, os cientistas não conseguem sequer concordar onde um vírus, como entidade “viva”, começa ou termina, dizendo que se pode fazer a distinção entre um “vírion” e um “vírus”; o primeiro descreve a própria partícula inerte, e só se torna um vírus quando infecta células vivas.

Esse é um ponto fascinante, que nos obriga a descrever os vírus e como eles funcionam.

Um modelo Lego de um bacteriófago, um tipo de vírus que infecta bactérias. Imagem: Pascal/Wikimedia Commons

Os vírus podem ser interpretados como embalagens organizadas, preenchidas com proteínas e material genético, seja RNA ou DNA. Assim como os peixes fora d’água, esses micro-organismos não são capazes de sobreviver em ambientes extracelulares, ou seja, lugares sem acesso às células biológicas.

Os vírus precisam de células para sobreviver – e não é porque se alimentam de células como uma espécie de carnívoro microscópico. Ao contrário, os vírus sequestram células, apropriando-se delas e reconfigurando-as em máquinas que liberam mais vírus. Além disso, os vírus alteram o próprio organismo hospedeiro, desencadeando sintomas – como espirros, tosse, congestão ou diarréia – o que confere mobilidade ao vírus, permitindo que ele infecte novos hospedeiros.

Em alguns casos, esses sintomas causam a morte do hospedeiro, o que nem sempre é a intenção do vírus. Tudo o que o vírus quer é replicar – e se isso envolver a morte do hospedeiro, que assim seja.

As contradições dos vírus

Dadas essas características estranhas, fica claro porque alguns cientistas talvez não queiram inserir vírus no reino dos organismos vivos: eles não podem se reproduzir de forma autônoma, precisam se apropriar de material biológico estranho para se replicar e não têm metabolismo.

Por essas e outras razões, Amesh Adalja, professor assistente da Escola de Saúde Publica Johns Hopkins, não acredita que os vírus estejam vivos.

Representação do vírus do sarampo. Imagem: CDC

“Eu penso na vida como um processo autogerado e autossustentável”, disse Adalja ao Gizmodo. Quando você usa essa definição, os vírus não entram porque são incapazes de ser autossustentáveis, ao contrário, por exemplo, de uma célula bacteriana. Embora os vírus possuam material genético, eles são, em essência, inertes até estarem em contato com uma célula hospedeira na qual o conteúdo da célula hospedeira atua sobre o vírus”.

Nigel Brown diz que os vírus não são parecidos com a vida, pois são basicamente “ácido nucleico do presente”, ou seja, material genético rodeado por uma camada de proteína, às vezes com uma membrana roubada do hospedeiro. Essa camada “consiste em proteínas codificadas no ácido nucleico viral, mas sintetizadas usando os sistemas do hospedeiro”, disse Brown ao Gizmodo.

Ao mesmo tempo, disse Brown, os vírus são vivos, pois “eles têm seu próprio material genético e se reproduzem usurpando a capacidade metabólica do hospedeiro para produzir uma nova geração de partículas de vírus, que passam pelo próximo ciclo de vida de reprodução”, explicou. “Eles também evoluem por mutação.”

Esse é o caso de vírus RNA, como o vírus da gripe, que sofre mutações rápidas, nos obrigando a criar e aplicar novas vacinas contra a gripe a cada ano. O vírus SARS-CoV-2 também é baseado em RNA, o que provavelmente significa que é suscetível à mutação.

Há três anos, um artigo publicado na Science Advances argumentava que os vírus são uma forma de vida. O biólogo evolutivo Gustavo Caetano-Anollés e seus colegas apresentaram evidências mostrando que os vírus provavelmente tiveram origem em células que continham RNA no início.

Os pesquisadores compararam as dobras proteicas de milhares de vírus com muitas células diferentes, a fim de acompanhar a história evolutiva do vírus ao longo do tempo. Os autores concluíram que os vírus estão mais relacionados a células do que se acreditava anteriormente, com vírus e células compartilhando um ancestral comum.

Além disso, eles argumentaram que um vírus por si só não é o vírus inteiro. Pelo contrário, o “verdadeiro ‘eu’ de um vírus é a fábrica intracelular de células infectadas”, e não a partícula viral em si, o vírion, segundo os autores. Isso pode ser um pouco profundo se parar para pensar.

Sete anos antes, o biólogo Patrick Forterre fez o mesmo argumento:

Tem sido reconhecido que os vírus têm desempenhado (e ainda desempenham) um papel inovador importante na evolução dos organismos celulares. Novas definições de vírus foram propostas e a sua posição na árvore universal da vida é ativamente discutida. Os vírus não são mais confundidos com seus vírions, mas podem ser vistos como entidades vivas complexas que transformam a célula infectada em um novo organismo – o vírus – produzindo vírions.

Os vírus, de acordo com essa escola de pensamento, são portanto capazes de se autorreplicar – eles simplesmente se movem de forma diferente. Brown, por outro lado, não compra essa ideia, como explicou em um artigo da Microbiology Society de 2016:

Se um vírus está vivo, não deveríamos também considerar uma molécula de DNA como viva? Os plasmídeos podem transferir como moléculas conjugantes [conectadas], ou ser transferidos passivamente, entre células, e podem carregar genes obtidos do hospedeiro. Eles são simplesmente moléculas de DNA, embora possam ser essenciais para a sobrevivência do hospedeiro em certos ambientes. E os priões? O argumento reductio ad absurdum é que qualquer mineral biologicamente produzido que possa atuar como semente de cristalização para posterior mineralização (satisfazendo assim o critério de reprodutibilidade) também pode ser classificado como vivo!

É um ponto justo. Quem pode dizer, por exemplo, que um vírus sob essa visão não se estende também a todo o organismo hospedeiro em si, já que os vírus podem afetar diretamente o comportamento fisiológico?

A questão de se os vírus estão vivos ou não, embora seja um exercício fascinante, provavelmente terá pouca relevância científica, mas Adalja disse ao Gizmodo que uma questão importante permanece na biologia evolutiva sobre como os vírus surgiram e se eles foram “formas de vida que se transformaram em vírus” ou os próprios progenitores da vida em si. Quanto a Brown, ele disse que o debate vida/não-vida é em grande parte semântico e filosófico.

Vivo ou não, não há discussão de que os vírus podem afetam a vida – e isso é o que realmente importa.