Evolução forçada: Mutações induzidas poderiam matar os vírus?

Soa como um filme de ficção científicaNULL nova epidemia ameaça a Terra, mas os cientistas projetam um medicamento que força o vírus a uma mutação que o leva à extinção. A epidemia é uma ficção, mas o medicamento talvez não seja.
[Imagem: Chris Bickel/Science]

Mutações genéticas forçadas

Soa como um filme de ficção científica: uma nova epidemia ameaça a Terra, mas os cientistas projetam um medicamento que força o vírus a uma mutação que o leva à extinção.

A epidemia, mesmo que possível, ainda é uma ficção. Mas o medicamento poderá se tornar uma realidade antes que ela possa nos ameaçar de fato, graças a uma pesquisa feita por biólogos da Universidade Rice (Estados Unidos).

O estudo, que será publicado no jornal Physical Review E, é a mais completa análise matemática já feita dos mecanismos que dirigem a evolução dos vírus e bactérias.

Evolução dos vírus e bactérias

Em vez de focalizar unicamente as mutações genéticas aleatórias, como feito nas análises anteriores, os cientistas conseguiram prever exatamente como a evolução é afetada pela troca de genes e de conjuntos de genes.

"Nós quisemos dar mais atenção aos papéis que a recombinação e a transferência horizontal de genes desempenham na evolução dos vírus e bactérias," explica Michael Deem, coordenador do estudo. "Para isso nós incorporamos os dois mecanismos nos modelos que são utilizados para descrever a evolução bacteriana e viral, e nós derivamos soluções exatas para os modelos."

Evolução no mundo real

O resultado é uma nova fórmula composta que descreve com maior precisão o que acontece na evolução no mundo real. Ao descrever o novo modelo, os pesquisadores fizeram uma analogia com a termodinâmica e discutiram como os geneticistas ou projetistas de medicamentos podem usar a nova fórmula, de forma muito similar à que um engenheiro pode usar as fórmulas da termodinâmica.

"Algumas das propriedades que descrevem a água são a densidade, a pressão e a temperatura. Se você conhecer uma delas, então poderá predizer qualquer outra usando a termodinâmica," explica Deem.

"É isto o que estamos fazendo aqui. Se você souber a taxa de recombinação, a taxa de mutação e a função de adaptação, nossa fórmula pode predizer analiticamente as propriedades do sistema," diz o pesquisador.

Mutagênese letal

A idéia de Deem é criar uma espécie de "mutagênese letal" para vírus e bactérias, criando medicamentos que acelerem as taxas de mutação dos vírus e os levem além de um limite conhecido como "transição de fase."

As analogias com a termodinâmica para essa transição são a fervura ou o congelamento da água, que fazem a água mudar de estado, ou fase. Se as mutações forem rápidas demais elas se espalharão por todo o sistema genético do vírus, levando-o à morte.

Uma outra abordagem afirma que uma mutagênese forçada poderia erradicar uma população de vírus ou bactérias reduzindo sua adequação ao ambiente a um valor negativo. O novo modelo matemático também permite o cálculo para se chegar a essa situação.