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A melatonina pulmonar modula a infecção por SARS-CoV-2, atuando como uma barreira contra o coronavírus

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A disseminação pandêmica do SARS-CoV-2 levou, por um lado, a um esforço mundial de desenvolvimento de vacinas e terapêuticas de base mecanicista e, por outro, à busca pela determinação dos disseminadores e dos mecanismos de transmissão.

A melatonina, uma molécula multitarefa, orquestra as respostas de defesa, permitindo a montagem, duração e magnitude adequadas das respostas imunológicas inatas. A melatonina é sintetizada sob demanda por células1 imunocompetentes e constitutivamente por macrófagos2 residentes, como macrófagos alveolares3.

Em pesquisa publicada na revista Melatonin Research, cientistas da Universidade de São Paulo investigaram se a expressão de genes relevantes para a invasão e infecção4 pelo vírus5 varia de acordo com um índice gênico (MEL-Index) que estima a capacidade do pulmão6 de sintetizar melatonina.

Leia sobre "Melatonina" e "Como o coronavírus entra no tecido7 respiratório e explora as defesas".

Os resultados demonstraram que a melatonina produzida no pulmão6 atua como uma barreira contra o SARS-CoV-2, impedindo a expressão de genes codificadores de proteínas8 de células1 como os macrófagos2 residentes, presentes no nariz9 e nos alvéolos pulmonares10, e as epiteliais, que revestem os alvéolos pulmonares10 e são portas de entrada do vírus5. Dessa forma, o hormônio11 impossibilita a infecção4 dessas células1 pelo vírus5 e, consequentemente, a ativação do sistema imunológico12, permitindo que o novo coronavírus permaneça por alguns dias no trato respiratório e fique livre para encontrar outros hospedeiros.

“Constatamos que a melatonina produzida pelo pulmão6 atua como uma ‘muralha’ contra o SARS-CoV-2, impedindo que o patógeno entre no epitélio13, que o sistema imunológico12 seja ativado e que sejam produzidos anticorpos”, disse Regina Pekelmann Markus, professora do Instituto de Biociências (IB) da USP e coordenadora do projeto.

A descoberta ajuda a entender por que há pessoas que não são infectadas ou que estão com o vírus5, detectado por teste do tipo RT-PCR14, e não apresentam sintomas15 de COVID-19. Além disso, abre a perspectiva de uso da melatonina administrada por via nasal – em gotas ou aerossol – para impedir a evolução da doença em pacientes pré-sintomáticos.

Assim, a pesquisa revelou o índice de melatonina como um biomarcador para predizer a distribuição de portadores de SARS-CoV-2 pré-sintomáticos e assintomáticos.

Para chegar a esses resultados, os pesquisadores utilizaram uma assinatura de COVID-19 composta por 455 genes de 288 pulmões16 humanos (GTEX, UCSD) que foi correlacionada com o MEL-Index por teste de correlação de Pearson, análise de enriquecimento de conjunto de genes e ferramenta de rede que integra a conectividade entre os genes mais expressos, permitindo comparar o mesmo conjunto de genes em diferentes estados.

Os três procedimentos independentes apontam para uma relação negativa entre o MEL-Index e a infecção4 por SARS-CoV-2. A entrada nas células1 epiteliais AT2 deve ser dificultada por uma correlação positiva TMRPSS2 e uma correlação negativa com o gene codificador da furina, sugerindo processamento disfuncional17 no pico do vírus5.

Além disso, o MEL-Index também se correlaciona negativamente com os genes que codificam as proteínas8 do complexo receptor multi-molecular CD147, a porta de entrada em macrófagos2 e outras células1 do sistema imunológico12.

Em resumo, a perspectiva de que a melatonina do pulmão6 e do trato respiratório poderia ser um fator protetor natural abre novas perspectivas epidemiológicas e farmacológicas, uma vez que altos escores do MEL-Index podem ser preditivos de portadores assintomáticos, e a melatonina administrada por via nasal poderia prevenir a evolução de portadores pré-sintomáticos.

Veja mais sobre "Infecção4 assintomática por SARS-CoV-2" e "Infecção4 do corpo carotídeo18 pelo SARS-CoV-2".

 

Fontes:
Melatonin Research, Vol. 4, Nº 1, publicado em 03 de janeiro de 2021.
Agência FAPESP, notícia publicada em 11 de janeiro de 2021.

 

NEWS.MED.BR, 2021. A melatonina pulmonar modula a infecção por SARS-CoV-2, atuando como uma barreira contra o coronavírus. Disponível em: <https://www.news.med.br/p/medical-journal/1386070/a-melatonina-pulmonar-modula-a-infeccao-por-sars-cov-2-atuando-como-uma-barreira-contra-o-coronavirus.htm>. Acesso em: 5 mar. 2021.

Complementos

1 Células: Unidades (ou subunidades) funcionais e estruturais fundamentais dos organismos vivos. São compostas de CITOPLASMA (com várias ORGANELAS) e limitadas por uma MEMBRANA CELULAR.
2 Macrófagos: É uma célula grande, derivada do monócito do sangue. Ela tem a função de englobar e destruir, por fagocitose, corpos estranhos e volumosos.
3 Macrófagos Alveolares: Fagócitos mononucleares, redondos e granulares, encontrados nos alvéolos dos pulmões. Estas células ingerem pequenas partículas inaladas, resultando em degradação e apresentação do antígeno para células imunocompetentes.
4 Infecção: Doença produzida pela invasão de um germe (bactéria, vírus, fungo, etc.) em um organismo superior. Como conseqüência da mesma podem ser produzidas alterações na estrutura ou funcionamento dos tecidos comprometidos, ocasionando febre, queda do estado geral, e inúmeros sintomas que dependem do tipo de germe e da reação imunológica perante o mesmo.
5 Vírus: Pequeno microorganismo capaz de infectar uma célula de um organismo superior e replicar-se utilizando os elementos celulares do hospedeiro. São capazes de causar múltiplas doenças, desde um resfriado comum até a AIDS.
6 Pulmão: Cada um dos órgãos pareados que ocupam a cavidade torácica que tem como função a oxigenação do sangue.
7 Tecido: Conjunto de células de características semelhantes, organizadas em estruturas complexas para cumprir uma determinada função. Exemplo de tecido: o tecido ósseo encontra-se formado por osteócitos dispostos em uma matriz mineral para cumprir funções de sustentação.
8 Proteínas: Um dos três principais nutrientes dos alimentos. Alimentos que fornecem proteína incluem carne vermelha, frango, peixe, queijos, leite, derivados do leite, ovos.
9 Nariz: Estrutura especializada que funciona como um órgão do sentido do olfato e que também pertence ao sistema respiratório; o termo inclui tanto o nariz externo como a cavidade nasal.
10 Alvéolos Pulmonares: Pequenas bolsas poliédricas localizadas ao longo das paredes dos sacos alveolares, ductos alveolares e bronquíolos terminais. A troca gasosa entre o ar alveolar e o sangue capilar pulmonar ocorre através das suas paredes. DF
11 Hormônio: Substância química produzida por uma parte do corpo e liberada no sangue para desencadear ou regular funções particulares do organismo. Por exemplo, a insulina é um hormônio produzido pelo pâncreas que diz a outras células quando usar a glicose para energia. Hormônios sintéticos, usados como medicamentos, podem ser semelhantes ou diferentes daqueles produzidos pelo organismo.
12 Sistema imunológico: Sistema de defesa do organismo contra infecções e outros ataques de micro-organismos que enfraquecem o nosso corpo.
13 Epitélio: Uma ou mais camadas de CÉLULAS EPITELIAIS, sustentadas pela lâmina basal, que recobrem as superfícies internas e externas do corpo.
14 PCR: Reação em cadeia da polimerase (em inglês Polymerase Chain Reaction - PCR) é um método de amplificação de DNA (ácido desoxirribonucleico).
15 Sintomas: Alterações da percepção normal que uma pessoa tem de seu próprio corpo, do seu metabolismo, de suas sensações, podendo ou não ser um indício de doença. Os sintomas são as queixas relatadas pelo paciente mas que só ele consegue perceber. Sintomas são subjetivos, sujeitos à interpretação pessoal. A variabilidade descritiva dos sintomas varia em função da cultura do indivíduo, assim como da valorização que cada pessoa dá às suas próprias percepções.
16 Pulmões: Órgãos do sistema respiratório situados na cavidade torácica e responsáveis pelas trocas gasosas entre o ambiente e o sangue. São em número de dois, possuem forma piramidal, têm consistência esponjosa e medem cerca de 25 cm de comprimento. Os pulmões humanos são divididos em segmentos denominados lobos. O pulmão esquerdo possui dois lobos e o direito possui três. Os pulmões são compostos de brônquios que se dividem em bronquíolos e alvéolos pulmonares. Nos alvéolos se dão as trocas gasosas ou hematose pulmonar entre o meio ambiente e o corpo, com a entrada de oxigênio na hemoglobina do sangue (formando a oxiemoglobina) e saída do gás carbônico ou dióxido de carbono (que vem da célula como carboemoglobina) dos capilares para o alvéolo.
17 Disfuncional: 1. Funcionamento anormal ou prejudicado. 2. Em patologia, distúrbio da função de um órgão.
18 Corpo Carotídeo: Pequeno grupamento de quimiorreceptores e células de suporte localizado na bifurcação da artéria carótida interna. O corpo carotídeo, ricamente suprido com capilares fenestrados, é sensível ao pH e às concentrações de dióxido de carbono e oxigênio no sangue, e desempenha um papel crucial no controle homeostático destas substâncias.
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