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

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.