Antecipar o surgimento de novas doenças infecciosas tornou-se um dos maiores desafios do nosso tempo, como fomos brutalmente lembrados pela pandemia da Covid-19.
A questão não é tanto "se" a próxima pandemia ocorrerá, mas sim "quando"…
Seremos capazes de detectar os sinais de alerta com antecedência suficiente para que os órgãos de saúde e as estruturas estatais tenham tempo suficiente para colocar em prática uma resposta adequada?
Para isso, a Organização Mundial da Saúde (OMS) elaborou uma lista de doenças que apresentam um risco de saúde pública em grande escala, devido ao seu potencial epidêmico e à ausência ou disponibilidade limitada de medidas de tratamento ou controle.
Embora a maioria das doenças dessa lista já seja conhecida (ebola, zika, MERS, etc.), há também uma misteriosa "doença X".
Causada por um novo patógeno, essa hipotética (mas provável) "doença X" ainda é desconhecida, mas acredita-se que pode dar origem a uma grave epidemia internacional para a qual a OMS já está pedindo preparação.
Podemos realmente esperar adivinhar quais micróbios podem nos ameaçar, quando a maioria deles ainda é desconhecida pelos cientistas? Embora não possamos ler o futuro, podemos aprender muito com o passado, o que é muito útil para prever surtos e determinar quais regiões do mundo devem ser monitoradas com prioridade.
Antes da pandemia de Covid, nosso trabalho de modelagem havia destacado o risco associado aos coronavírus que circulavam na China e no Sudeste Asiático. Que opinião fundamentada podemos oferecer sobre os locais onde a doença X poderia surgir? Aqui está uma breve visão geral das áreas de maior risco.
Como você identifica uma doença que ainda não surgiu?
Seja causada por vírus, bactérias ou parasitas, nas últimas décadas, mais de 70% das doenças infecciosas emergentes são de origem animal (conhecidas como zoonoses).
Essas epidemias podem ser causadas por um patógeno até então desconhecido ou por um patógeno já identificado que conquistou uma nova área geográfica ou que foi modificado para dar origem a uma nova variante.
Estudar e detectar as áreas de maior risco (também conhecidas como hotspots) é difícil, pois a maneira como as zoonoses se espalham depende da distribuição espacial de seus reservatórios (as espécies de animais selvagens ou domésticos que abrigam o patógeno sem desenvolver sintomas da doença), bem como de seus hospedeiros mamíferos (as espécies que podem ser contaminadas e desenvolver a doença) e suas interações com os seres humanos.
Estudos mostram que o surgimento de doenças zoonóticas está intimamente ligado a paisagens modificadas por seres humanos, como florestas periurbanas fragmentadas, que perturbam a interface homem-animal-ambiente. Consequentemente, os principais impulsionadores de doenças infecciosas emergentes são os processos ecológicos, as modificações de paisagens (particularmente ligadas ao desenvolvimento agrícola), as mudanças nos ecossistemas aquáticos, o desmatamento e o reflorestamento.
Entre os supostos culpados futuros: três grandes famílias de vírus
Embora se deva ter em mente que certas bactérias também podem ser responsáveis pelo surgimento de doenças, entre 2020 e 2024, foram principalmente os vírus os responsáveis pelos principais surtos epidêmicos.
Os vírus, e em particular os vírus de RNA, têm características que lhes conferem um poder de emergência particularmente forte, entre as quais podemos citar: o pequeno tamanho de seu genoma, a simplicidade de seu código genético ou o tamanho de suas populações compostas por bilhões de variantes virais resultantes de mutações que favorecem sua rápida adaptação às restrições de seus hospedeiros e/ou seus ambientes."
Olhando para o nosso passado recente, sabemos que os vírus de transmissão não sexual que surgiram nas últimas décadas e apresentaram os maiores riscos infecciosos para a humanidade pertenciam a três grandes famílias de vírus, os Filoviridae (Ebola, Marburg…), os Coronaviridae (Sars-CoV-1 e Sars-CoV-2, Mers…) e os Henipaviruses (vírus Nipah, vírus Hendra…).
Portanto, é altamente provável que a doença X esteja ligada a um vírus pertencente a uma dessas três famílias principais. Não há certeza, mas, à luz da experiência das últimas décadas, a probabilidade de uma doença zoonótica surgir de uma família de vírus que nunca esteve envolvida em epidemias é relativamente baixa.
Se, como supomos, a próxima pandemia for de fato o resultado de uma dessas famílias de vírus, as condições responsáveis pelo seu surgimento estarão inevitavelmente ligadas àquelas encontradas no passado no surgimento dessas principais famílias de vírus.
Como podemos detectar a doença X?
Com base nessa observação, caracterizamos as condições socioambientais e climáticas associadas ao surgimento dos vírus na lista da OMS. Essa abordagem "biogeográfica" já nos permitiu prever o surgimento de doenças infecciosas no passado, o que é uma prova de sua solidez.
Em termos práticos, a primeira etapa é integrar informações sobre a complexidade espacial do ambiente (usando sistemas de informações geográficas), a distribuição de doenças infecciosas emergentes conhecidas e seu ambiente imediato. Em seguida, são usados modelos matemáticos para medir o risco preditivo do surgimento da doença X.
Os dados que usamos são provenientes de várias fontes: temperaturas máximas e mínimas mensais, precipitação e altitude são provenientes do banco de dados Bioclim, da Nasa (com uma resolução espacial de cerca de 4,5 km no equador). Os dados sobre mudanças no uso da terra foram extraídos do conjunto de dados Global Human Modification of Terrestrial Systems., também da agência espacial norte-americana.
Por fim, incluímos uma medida da densidade populacional humana (Gridded Population of the World). A distribuição geográfica e a extensão espacial dos hospedeiros primários e dos mamíferos reservatórios foram obtidas da Lista Vermelha da União Internacional para a Conservação da Natureza (IUCN).
Ao modelar esses fatores de emergência associados, podemos identificar quais critérios ambientais aumentam de forma mais significativa o risco de emergência. Em seguida, basta analisar todas as áreas geográficas do mundo em que esses critérios de emergência estão presentes para obter um mapa das áreas em que a doença X poderia se desenvolver.
Que fatores podem ser responsáveis pelo surgimento da doença X?
Os atributos naturais da paisagem, como a altitude, e os fatores da paisagem modificados pelo homem, como o desmatamento e a expansão agrícola, influenciam a extensão espacial dos hospedeiros e reservatórios do vírus.
Por exemplo, grandes altitudes e corpos d'água podem atuar como barreiras geográficas, impedindo o movimento de hospedeiros de vírus. Por outro lado, mudanças rápidas na paisagem, como o desmatamento, podem aumentar a probabilidade de contato com um hospedeiro reservatório e, como resultado, favorecer o surgimento de microrganismos até então desconhecidos pelos seres humanos.
Os aumentos na temperatura mínima geralmente têm influência direta no surgimento e na distribuição de doenças emergentes. A imprevisibilidade das chuvas devido às mudanças climáticas também tem um efeito indireto sobre o surgimento de doenças por meio de mudanças repentinas nos habitats dos mamíferos reservatórios, perda de biodiversidade e migração de pequenos mamíferos.
A perda de biodiversidade leva ao desaparecimento de predadores e à migração de pequenos mamíferos em direção aos assentamentos humanos. Por exemplo, uma redução nos predadores pode causar um desequilíbrio na relação predador-presa no ecossistema, levando a um aumento nos reservatórios de vírus, como os pequenos mamíferos, e, portanto, à transmissão de vírus por vetores de doenças, como os carrapatos.
A redução da diversidade de espécies e as interações entre espécies facilitam a disseminação do vírus para hospedeiros humanos acidentais. Quando a biodiversidade é alta, essa disseminação é mais difícil: isso é conhecido como o "efeito de diluição".
Lições de emergências passadas
No caso dos Filoviridae (Ebola, Marburg), observamos que a temperatura mínima e as chuvas foram preditores significativos de epidemias. Por exemplo, o surgimento do vírus Marburg está positivamente correlacionado com a temperatura mínima e negativamente correlacionado com a temperatura máxima. No caso do vírus Ebola, é o aumento da temperatura mínima e as mudanças induzidas pelo homem na cobertura da terra que favorecem o surgimento.
Essa dependência espacial direta do surgimento de doenças infecciosas virais em relação às temperaturas mínimas é preocupante. De fato, com as mudanças climáticas, o aumento das temperaturas mínimas noturnas está estendendo a estação livre de geadas na maioria das regiões de latitude média e alta. Em conjunto, essas condições poderiam, portanto, favorecer o surgimento da doença X em latitudes mais amplas.
Em outras famílias de vírus, como os Coronaviridae, observamos uma influência significativa da densidade populacional e das mudanças no uso da terra na distribuição dos pontos críticos de surgimento. Em outros casos, como o dos Henipavírus, a altitude parece desempenhar um papel negativo, enquanto o aumento das mudanças induzidas pelo homem na paisagem e a média de chuvas favorecem o surgimento.
O surgimento de uma doença X provavelmente seria influenciado por esses fatores ambientais, embora seja possível o possível envolvimento de variáveis "desconhecidas" (não usadas em nossos estudos). Por exemplo, descobrimos que fatores relacionados ao homem também poderiam estar envolvidos, em particular o impacto do crescimento populacional em paisagens modificadas por atividades humanas, que é um indicador comum do surgimento dessas doenças infecciosas virais.
Estudos estabeleceram o impacto do desmatamento e da migração de morcegos no surgimento de doenças virais, e a maioria dos modelos mostrou uma perda de cobertura de árvores em um raio de 100 km do surgimento de doenças virais de origem zoonótica.
Onde estão as áreas de risco de surgimento da doença X?
Os pontos críticos para o surgimento de doenças causadas por Filoviridae são encontrados na África, nas regiões florestais de Uganda, no sul do Sudão e nas partes orientais da República Democrática do Congo, com áreas menores na África ocidental e central, até Angola.
Na África, as variáveis associadas a essas emergências podem estar ligadas ao comportamento humano, como o consumo de carne de animais selvagens, que é frequentemente associado a epidemias do vírus Ebola, à perda de biodiversidade ou até mesmo a outras covariáveis bioclimáticas.
As regiões de alto risco para o surgimento de doenças infecciosas causadas por Coronaviridae predominam no subcontinente indiano, com algumas áreas na China e no Sudeste Asiático. Essas regiões foram identificadas já em 2019.
Por fim, os pontos críticos para o surgimento de doenças causadas por Henipavirus estão espalhados ao longo da costa oeste da Índia, em Bangladesh, ao longo da costa da Malásia e em pequenas áreas do arquipélago indonésio.
Quando resumimos essas informações sobre as três principais famílias de vírus responsáveis pelas maiores epidemias das últimas décadas, descobrimos que Uganda e parte da China são regiões do mundo onde as condições socioambientais e climáticas para o surgimento da doença X estão presentes.
O caso muito especial da América do Sul
O número de grandes epidemias aumentou mais de dez vezes entre 1940 e os dias atuais. Todas foram causadas por um patógeno que surgiu nos continentes africano e asiático, apesar do fato de que surtos epidêmicos localizados ocorrem regularmente em todo o mundo.
Um paradoxo emerge dessa observação, ou seja, a não contribuição da América do Sul para esses grandes surtos de doenças zoonóticas. Esse continente abriga a mais rica diversidade biológica do nosso planeta, com cerca de 60% da vida terrestre do mundo (bem como uma variedade extremamente ampla de flora e fauna marinha e de água doce). A própria floresta amazônica é um enorme reservatório de vírus e bactérias, assim como a diversidade de hospedeiros e habitats que ela abriga. Então, por que não estamos vendo mais surtos nessas regiões?
Uma possível explicação é a existência de um efeito de diluição que ainda é muito evidente na Amazônia, que permanece relativamente protegida em comparação com as florestas da Indonésia e de Camarões. Fatores ligados à sociologia das populações locais também podem entrar em jogo.
A Amazônia tem uma diversidade cultural que, combinada com a grande diversidade biológica da região, significa que muitas formas diferentes de tratar problemas de saúde podem ser inventadas, dependendo não apenas da cultura, mas também de onde as pessoas vivem (mais ou menos distantes da floresta, ou urbanas). Isso tem um impacto direto sobre o possível surgimento de doenças infecciosas zoonóticas e o risco de sua disseminação para além das comunidades envolvidas.
As várias comunidades se organizam para lidar com o risco de uma epidemia zoonótica, usando uma ampla variedade de estratégias e medicamentos (biomedicina, medicina tradicional) para lidar com a doença. Essa melhor compreensão da percepção da biomedicina em um contexto multicultural e da função e do efeito da fitomedicina e das práticas médicas tradicionais (xamanismo, obia, curandeiros, vodu, etc.) lança luz sobre nossos modelos da função das atividades culturais no risco do surgimento de doenças zoonóticas.
Por fim, a densidade populacional relativamente baixa em um vasto território também pode ser vista como uma das razões para a reduzida contribuição da América do Sul para os principais surtos de doenças zoonóticas. Seja como for, em vista das décadas passadas, parece improvável que a doença X surja no continente sul-americano.
Um surgimento que não ocorrerá por acaso
A ciência dos dados (e a biogeografia em particular) nos diz que o surgimento de uma doença X que afeta nossa espécie não acontecerá por acaso. É provável que dependa de fatores ambientais, como mudanças na paisagem (especialmente a perda da cobertura de árvores) e variações climáticas.
Usando uma abordagem biogeográfica e imagens de satélite, identificamos possíveis pontos críticos onde esse surgimento poderia ocorrer. Já em 2019, e na ausência de dados específicos sobre a doença que ocorrerá! Portanto, não há necessidade de chorar por conspiração ao prever tal evento…
A perturbação dos ecossistemas, que leva ao deslocamento de patógenos e seus hospedeiros, sem dúvida levará a outras doenças emergentes. Em um mundo em que o comércio globalizado incentiva a disseminação rápida e em larga escala, saber onde concentrar nossa atenção será crucial se quisermos evitar a repetição da pandemia de 2020.
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