Como o Ébola pode persistir no cérebro: organoides cerebrais revelam o mecanismo

Um sobrevivente de Ébola pode ser dado como curado, regressar a casa, e ainda assim transportar o vírus vivo no cérebro durante meses. Por vezes, ele reaparece. Noutras, reacende um surto que todos julgavam encerrado.

Depois da recuperação, meses mais tarde, alguns sobreviventes desenvolvem inflamação que pode ameaçar a visão ou provocar inchaço no cérebro. Houve até um caso em que uma única infeção oculta voltou a desencadear um surto anos depois de este ter terminado.

Durante muito tempo, observar onde o vírus se esconde foi praticamente impossível - até uma equipa conseguir cultivar tecido cerebral humano vivo em laboratório.

Cérebros numa placa

Investigar o Ébola dentro do cérebro é particularmente difícil. Este órgão está protegido por barreiras rigorosas, pouco patrulhadas pelo sistema imunitário, o que pode permitir que invasores permaneçam por mais tempo. E não é viável recolher amostras de um cérebro vivo para acompanhar, em tempo real, o que um vírus está a fazer.

Lina Widerspick, Ph.D., trabalhou neste desafio no Instituto Bernhard Nocht de Medicina Tropical, em Hamburgo, Alemanha (BNITM). Em conjunto com colegas da Escola de Medicina Icahn do Mount Sinai (ISMMS), encontrou uma forma de contornar o problema.

A equipa induziu células estaminais humanas a formarem esferas do tamanho de uma ervilha compostas por tecido cerebral vivo, conhecidas como organoides cerebrais.

Estas esferas são surpreendentemente semelhantes ao cérebro. Desenvolvem neurónios que transmitem sinais, astrócitos que os sustentam e alimentam, e micróglia - as células imunitárias residentes do cérebro.

Como as células eram humanas, os investigadores puderam observar o comportamento do vírus como aconteceria numa pessoa, e não num animal, em vez de deduzirem o seu percurso a partir de um rato.

O Ébola recusou-se a desaparecer

A equipa aplicou gotas de Ébola sobre os organoides e aguardou. Em mais de nove em cada dez casos, a infeção estabeleceu-se. Depois, o vírus manteve-se num estado estável e de baixa intensidade durante 120 dias - toda a duração da experiência.

Não se tratava de um vírus adormecido. Ao longo desses meses, o tecido continuou a libertar partículas recentes e infeciosas, capazes de iniciar uma nova infeção. Era vírus ativo, e não apenas resíduos remanescentes.

O vírus Lassa, diferente do Ébola, comportou-se de forma oposta: desapareceu ao fim de semanas, como se o tecido o tivesse eliminado.

Parentes próximos do Ébola mostraram a mesma persistência, incluindo o vírus Marburg e o vírus Reston, que nem sequer provoca doença nas pessoas.

Vírus do Ébola no cérebro

A maior surpresa foi o local onde o vírus se instalou. Durante anos, discutiu-se se o Ébola conseguia sequer infetar neurónios. Consegue.

Sinais inequívocos do vírus foram detetados dentro de neurónios apenas seis dias após a exposição - e ainda estavam presentes aos 120 dias.

As células imunitárias do cérebro agruparam-se em torno das áreas infetadas, como se fossem atraídas para lá, e o vírus acabou por infetá-las também. Um estudo anterior em macacos já tinha encontrado o Ébola a persistir em muitas das mesmas células.

Outras células de suporte também adquiriram o vírus. Como os neurónios estiveram entre os primeiros atingidos, a equipa suspeita que possam ser um ponto de fixação inicial, e não meros espectadores apanhados mais tarde.

Um impasse imunitário

Os organoides não ignoraram o invasor. O tecido infetado libertou sinais inflamatórios de alarme, numa tentativa de mobilizar defesas. Ainda assim, não foi suficiente.

O vírus continuou a replicar-se apesar da resposta, e a inflamação aumentou à medida que os meses avançaram. Essa combustão lenta é compatível com o que alguns sobreviventes relatam.

Meses após a recuperação, alguns desenvolvem inflamação ocular suficientemente grave para ameaçar a visão, e um relato identificou vírus vivo no interior de um olho inflamado.

Outros sofrem inchaço perigoso do cérebro e das suas membranas, por vezes muito tempo depois da primeira doença. Os organoides mostraram como uma infeção escondida pode manter essa inflamação ativa.

Mudar para sobreviver

Ao permanecer meses dentro do tecido, o vírus foi-se alterando. O seu código genético acumulou mutações e originou novas variantes. Algumas cópias surgiram defeituosas, faltando-lhes componentes de que necessitariam para se propagarem por conta própria.

Muitas das alterações pareceram abrandar o vírus, em vez de o acelerar. Um Ébola mais discreto e lento pode ser precisamente o que lhe permite esconder-se, chamar menos a atenção e consumir menos recursos.

Várias destas mutações nunca tinham sido registadas em sobreviventes humanos. Determinar se ajudam o vírus a persistir - ou se apenas surgiram por acaso - é o próximo ponto a esclarecer.

O que isto permite

Até agora, ninguém conseguia acompanhar a persistência do Ébola em tecido cerebral vivo. O vírus instala-se em neurónios e noutras células do cérebro, gerando cópias infeciosas que alimentam a inflamação que persegue alguns sobreviventes.

Gustavo Palacios, Ph.D., é microbiologista no Mount Sinai e autor sénior do estudo. Para ele, os organoides são um ponto de partida, não de chegada.

“Estudos adicionais são agora importantes para investigar as interações a longo prazo entre o vírus e o hospedeiro”, afirmou.

Este modelo oferece aos investigadores um substituto humano que não existia: um espaço para testar antivirais e estudar como o vírus se esconde, sem depender tanto de animais de laboratório como ratos e macacos.

As implicações maiores estão fora do laboratório. Uma infeção persistente num único sobrevivente voltou a reacender um surto anos depois de este ter terminado, como documentou um estudo.

Ferramentas que finalmente permitem observar onde o vírus se oculta poderão ajudar a evitar que isso volte a acontecer.