Capítulo 20

Como é que um vírus que ataca o sistema respiratório, causa danos no cérebro?

p.143-149

A COVID-19 por dentro do corpo: imunidade, tratamentos e saúde

 

1 de fevereiro de 2021
Fernanda Crunfli e Ana de Medeiros Arnt

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Revisão: Maurílio Bonora Junior e Ana de Medeiros Arnt
Edição e Arte: Carolina Frandsen P. Costa

Quando a pandemia pelo novo coronavírus começou, foi um caos mundial para todos, principalmente para os profissionais da área da saúde. Assim, ninguém sabia nada sobre o novo coronavírus e nem como realizar a melhor conduta médica para essa nova doença. Desde o início da pandemia, as evidências já demonstravam que o SARS-CoV-2 não era apenas uma gripe comum. Isto é, ela logo foi com­preendida como uma nova doença com características incomuns e singulares. Um dos aspectos mais intrigantes do novo coronavírus é o número de sistemas do corpo que o vírus pode afetar.

Semana epidemiológica #105

Média móvel de novos casos no Brasil, na ocasião de publicação deste texto

623 óbitos registrados no dia (225.271 ao todo)

Hoje em dia, com toda a comunidade científica se voltando para o vírus, já temos mais informações e conseguimos traçar melhor qual é o caminho desse vírus e seus efeitos no corpo humano.

 

O início dos sintomas neurológicos na infecção pelo coronavírus

Voltando para o início da pandemia, a comunidade médica começou a observar que um dos principais sintomas dos pacientes com a COVID-19 era a perda de olfato e paladar, funções comandadas pelo cérebro. Além disso, os problemas desses pacientes não eram apenas os problemas respiratórios. Por exemplo, aproximadamente 30% dos pacientes com COVID-19 apresentavam sintomas neurológicos, como dor de cabeça, confusão mental, fadiga, depressão e até convulsões. À medida que o número de casos aumentou, tornou-se mais evidente que a COVID-19 não apresentava apenas as manifestações comuns da doença, mas também as incomuns, como os problemas neurológicos graves.

Diante disso, os neurologistas e neurocientistas do mundo inteiro começaram a questionar:

  • o que o coronavírus fazia no cérebro?
  • como esse vírus chegava até o cérebro? 
  • quais seriam os possíveis danos neurológicos ocasionados pelo vírus?

Nossa primeira pergunta foi se o coronavírus era capaz de chegar até o cérebro e se ele conseguiria infectar as células dele. Dessa forma, nós observamos que: sim, o vírus chega até o cérebro e ele é capaz de infectar e se replicar nos astrócitos.

Foi aí que nós, cientistas brasileiros da Unicamp, junto com cientistas da Universidade de São Paulo (USP), do Instituto D’Or de Pesquisa e Ensino (Idor) e da Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ) unimos esforços para investigar o que o vírus faz no cérebro!

Nossa primeira pergunta foi se o coronavírus era capaz de chegar até o cérebro e se ele conseguiria infectar as células dele. Dessa forma, nós observamos que: sim, o vírus chega até o cérebro e ele é capaz de infectar e se replicar nos astrócitos.

 

Calma que a gente explica…

Astrócitos são as células mais abundantes do sistema nervoso central. E elas são responsáveis por apoiar os neurônios nos processos metabólicos. Nas autópsias de vítimas da COVID-19, percebeu-se que estas células eram muito afetadas.

 

Os astrócitos são encarregados de manter o bom funcionamento dos neurônios, possuem um papel dinâmico na regulação da função neuronal. Mas, como isto ocorre? Digamos que os astrócitos percebem tudo o que está ocorrendo nas comunicações entre os neurônios e são responsáveis por manter esta comunicação eficiente e ativa, conforme a necessidade – isto se dá regulando neurotransmissores e outras substâncias que podem interferir no funcionamento dos neurônios. 

Os astrócitos também são responsáveis pela nutrição dos neurônios, atuando como “sensores metabólicos do cérebro”, mantendo um bom funcionamento neuronal. Além disso, os astrócitos também participam da resposta neuroinflamatória. Isto é, quando ocorre uma lesão ou um dano no cérebro, os astrócitos respondem a esse estímulo. 

 

A infecção dos astrócitos pelo coronavírus

Parece bem evidente a ideia de que se os astrócitos são infectados e funcionam mal, uma verdadeira bagunça pode ocorrer no cérebro, correto? Então, basicamente é isto: os astrócitos são as células mais abundantes no cérebro. Elas são verdadeiras “faz tudo” dos neurônios. Assim, se elas forem infectadas pelo coronavírus, atrapalhando suas atividades básicas como consequência, prejudicam o funcionamento dos neurônios e de todo o equilíbrio cerebral. 

É como uma reação em cadeia. Ou seja, o coronavírus ataca os astrócitos e, quando infectados, eles morrem ou deixam de executar seu papel de manter o bom funcionamento dos neurônios. Dessa forma, o resultado pode ser a morte do tecido cerebral, e consequentemente sintomas como perda de memória, ansiedade, depressão e dificuldade de raciocínio.

Astrócito infectado pelo SARS-CoV-2 (os vírus são os pontos verme­lhos na imagem). Foto de: Flávio P.Ve­ras

 

 Ainda na análise das autópsias do cérebro de vítimas da COVID-19, o coronavírus foi capaz de alterar proteínas as­sociadas às doenças neurodegenerativas, como Parkinson e Alzheimer. Em suma, agora precisamos compreender se o coronavírus desencadeia ou não doenças neurodegenerati­vas em quem tem algum potencial gené­tico para isso.

E agora?

O próximo passo foi analisar os sintomas e efeitos neurológicos de 81 pacientes com sintomas leves da COVID-19. Para isso, um estudo avaliou o cérebro desses pacientes através de uma ferramenta chamada Ressonância Magnética Funcional. Sabe aquelas imagens de cérebro que sempre aparecem quando falamos de pesquisa deste órgão? Pois é, é gerada com esta ferramenta.

Bom, o resultado foi: o coronavírus promoveu alterações significativas na estrutura do córtex, a região do cérebro mais rica em neurônios e responsável por funções complexas como linguagem, memória e atenção. Além disso, esses pacientes apresentaram sintomas graves de ansiedade e depressão, e até mesmo déficits cognitivos. Com o atual cenário do Brasil, com mais gente adoecendo, mais pessoas sofrerão esses problemas, e isso é alarmante. 

Todavia, resta ainda saber a gravidade destas lesões, e entender se lesões neurológicas são passageiras ou irreversíveis. Por isso, o grupo da Dra. Clarissa irá acompanhar esses pacientes pelos próximos 3 anos para saber se o vírus desencadeia doenças neurodegenerativas, e se essas lesões serão reversíveis. Esperamos que sim!

Já está bem claro que a COVID-19 pode afetar o nosso cérebro.  No entanto, a ciência ainda busca elucidar os mecanismos pelos quais o sistema nervoso central torna-se alvo do vírus. Entretanto, fica a pergunta:

 

Como é que um vírus que ataca o sistema respiratório pode causar danos no cérebro? 

O novo coronavírus é capaz de atacar todas as células que possuem a porta de entrada dos vírus. Essas portas são diferentes receptores acoplados à membrana da célula. Assim, a ciência continua investigando a possibilidade do coronavírus usar outros receptores como porta de entrada também. Da mesma forma, esses receptores estão presentes no cérebro, em menor quantidade quando comparado com o sistema respiratório, mas ainda estão lá. Então, o vírus consegue infectar as células do cérebro.

 

O primeiro indício que o coronavírus é capaz de atravessar a barreira foi demonstrado em animais. Isto é, as proteínas do coronavírus conseguiram passar a barreira hematoencefálica, exemplificando o que poderia acontecer no cérebro humano.

Agora a maior dúvida é: como o coronavírus chega até o cérebro?

A primeira hipótese é que o coronavírus consiga passar a barreira hematoencefálica. Mas, vamos por partes: esta barreira do nosso organismo protege a entrada de substâncias tóxicas, medicamentos e infecções bacterianas e virais no Sistema Nervoso Central.

O primeiro indício que o coronavírus é capaz de atravessar a barreira foi demonstrado em animais. Isto é, as proteínas do coronavírus conseguiram passar a barreira hematoencefálica, exemplificando o que poderia acontecer no cérebro humano. Como a perda do olfato é sintoma comum, uma outra possibilidade seria a entrada do vírus no cérebro via nervo olfatório.

A segunda hipótese, seria que os danos cerebrais observados poderiam ser sintomas secundários da doença. Ou seja, um resultado indireto da Síndrome Respiratória causada pelo vírus. Assim, os danos neurológicos podem ocorrer pelo efeito indireto da falta de oxigênio e da infecção grave (“tempestade de citocinas”) da Síndrome Respiratória. Até agora, há mais evidências de que os sintomas neurológicos possam ser primários e não secundários à Síndrome Respiratória. Entretanto, determinar a relação de causa e efeito dos danos neurológicos ainda é um desafio que precisa ser investigado.

Por Fim

Todos esses estudos mostram-se essenciais para compreender o mecanismo de ação do novo coronavírus, e ajudar a encontrar alvos para o tratamento da doença. Assim, se nós sabemos quem é o nosso inimigo e qual é o seu plano de ataque, fica mais fácil combatê-lo. Isso aumenta as nossas chances de combate à doença. Uma das perguntas que precisam ser respondidas é como o vírus chega ao cérebro. A comunidade científica ainda tem um grande desafio pela frente. Porém, devemos seguir atentos na batalha contra a COVID-19, pois essa doença é como um sorteio de loteria, não sabemos quem será contemplado com quais sintomas graves ou não.  

PARA SABER MAIS 

 

    • Andrews, Madeline G., Tanzila Mukhtar, Ugomma C. Eze, Camille R. Simoneau, Yonatan Perez, Mohammed A. Mostajo-Radji, Shaohui Wang et al. Tropism of SARS-CoV-2 for Developing Human Cortical Astrocytes. bioRxiv, Disponível em https://dx.doi.org/10.1101%2F2021.01.17.427024
    • Bélanger, Mireille, Igor Allaman, and Pierre J. Magistretti. Brain energy metabolism: focus on astrocyte-neuron metabolic cooperation. Cell metabolism 14, no. 6, 724-738, 2011. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.cmet.2011.08.016
    • De Felice, Fernanda G., Fernanda Tovar-Moll, Jorge Moll, Douglas P. Munoz, and Sergio T. Ferreira. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) and the central nervous system. Trends in neurosciences 43, no. 6, 355-357, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.tins.2020.04.004
    • Lau, Kwok-Kwong, Wai-Cho Yu, Chung-Ming Chu, Suet-Ting Lau, Bun Sheng, and Kwok-Yung Yuen. Possible central nervous system infection by SARS coronavirus. Emerging infectious diseases 10, no. 2, 342, 2004. Disponível em: https://dx.doi.org/10.3201%2Feid1002.030638
    • Mergenthaler, Philipp, Ute Lindauer, Gerald A. Dienel, and Andreas Meisel. Sugar for the brain: the role of glucose in physiological and pathological brain function. Trends in neurosciences 36, no. 10, 587-597, 2013. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.tins.2013.07.001
    • Moriguchi, Takeshi, Norikazu Harii, Junko Goto, Daiki Harada, Hisanori Sugawara, Junichi Takamino, Masateru Ueno et al. “A first case of meningitis/encephalitis associated with SARS-Coronavirus-2.” International journal of infectious diseases 94, 55-58, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ijid.2020.03.062
    • Turner, Dennis A., and David Cory Adamson. “Neuronal-astrocyte metabolic interactions: understanding the transition into abnormal astrocytoma metabolism.” Journal of Neuropathology & Experimental Neurology 70, no. 3, 167-176, 2011. Disponível em: https://doi.org/10.1097/NEN.0b013e31820e1152
    • Varatharaj, Aravinthan, Naomi Thomas, Mark A. Ellul, Nicholas WS Davies, Thomas A. Pollak, Elizabeth L. Tenorio, Mustafa Sultan et al. “Neurological and neuropsychiatric complications of COVID-19 in 153 patients: a UK-wide surveillance study.” The Lancet Psychiatry 7, no. 10, 875-882, 2020. Disponível em: https://doi.org/10.1016/S2215-0366(20)30287-X
    • Zhang, Xiaolu, Rawan S. Alnafisah, Abdul-Rizaq A. Hamoud, Rammohan Shukla, Zhexing Wen, Robert E. McCullumsmith, and Sinead M. O’Donovan. “Role of astrocytes in major neuropsychiatric disorders.” Neurochemical research, 1-16, 2021. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s11064-020-03212-x

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Quando a pandemia pelo novo coronavírus começou, foi um caos mundial para todos, principalmente para os profissionais da área da saúde. Assim, ninguém sabia nada sobre o novo coronavírus e nem como realizar a melhor conduta médica para essa nova doença. Desde o início da pandemia, as evidências já demonstravam que o SARS-CoV-2 não era apenas uma gripe comum. Isto é, ela logo foi com­preendida como uma nova doença com características incomuns e singulares. Um dos aspectos mais intrigantes do novo coronavírus é o número de sistemas do corpo que o vírus pode afetar.

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