Foto: Montes de sal no Salar de Uyuni, na Bolívia, onde se calcula que esteja metade da reserva de lítio do planeta.

Lítio, um dos mais simples átomos oriundos de explosões astronômicas durante a origem do universo há milhões de anos atrás, é um dos remédios psiquiátricos mais usados no mundo. Do Big Bang para seu cérebro, a história do uso clínico do Lítio mostra como um simples elemento da natureza pode alterar quem nós somos e nossa capacidade de interação com o mundo.

Lítio é uma molécula simples, carregada positivamente e muito semelhante ao sódio. É o terceiro átomo da tabela periódica. É encontrado na natureza dissolvido na água em pequenas quantidades, ou em toneladas, encontradas em certas regiões do planeta, como nos desertos de sais da Bolívia. O Lítio era usado de forma empírica na medicina, antes mesmo de ser conhecido quimicamente. Por séculos foi recomendado a pessoas com distúrbios mentais, que consumiam o elemento naturalmente encontrado em certas “águas milagrosas” durante a Idade Média, até virar ingrediente principal em bebidas fortificadas com Lítio (7Up) no século 20. Mas não se preocupe, assim como a Coca-cola teve que remover a cocaína de sua formula, o Lítio foi retirado da 7Up em 1948.

Com os resultados de ensaios clínicos controlados na década de 50, ficou claro que o elemento era capaz de estabilizar episódios maníacos em pacientes bipolares. Relatos epidemiológicos, também ligaram populações humanas que consumiam água com pequenas quantidades de Lítio naturalmente dissolvida, com a baixa frequência de indivíduos bipolares e episódios suicidas. É, desde então, o tratamento mais efetivo para controlar a síndrome bipolar e certos quadros depressivos. Mas o mecanismo de ação do átomo no cérebro ainda é desconhecido. Uma das hipóteses sugere que o Lítio atue como neuroprotetor, estabilizando contatos sinápticos em neurônios que controlam o humor. Faria isso auxiliando a regeneração axonal, melhorando o funcionamento das mitocôndrias (estruturas celulares responsáveis pela carga enérgica da célula), controlando inflamações ou participando na re-mielinização. Por causa desse espectro de ação, cientistas estão testando a eficácia do Lítio em outras doenças mentais, como o mal de Alzheimer ou a síndrome do X-Frágil. Mas os benefícios do Lítio dependem da dose correta, altas doses são toxicas para o organismo.

O que mais me impressiona é que a capacidade do Lítio em modular o humor e crises compulsivas tem origens na explosão de estrelas durante o começo do universo. De alguma forma esse átomo persistiu durante milhões de anos no universo, sendo então dissolvido na água da Terra e, eventualmente, tornando-se uma pílula capaz de modificar a forma como nossos cérebros funcionam. Filosoficamente, estamos observando que as mesmas forças que contribuíram para modelar a formação do mundo, são responsáveis pela homeostasia de nossos cérebros. É muito provável que essas forças não apenas atuem no cérebro bipolar, mas no cérebro de todos os seres vivos.

Deu zica. Este ano o Brasil enfrenta um surto de recém-nascidos com microcefalia que é alarmante. Ao que tudo indica, essa epidemia está relacionada a um vírus emergente, o zika vírus, que está se espalhando rapidamente pelo país e pode ser o responsável por uma das piores catástrofes na área de saúde de todos os tempos. São mais de mil casos suspeitos de microcefalia em diversos estados, principalmente no Nordeste. A microcefalia é uma malformação incurável que causa redução do volume cerebral, com consequências graves e permanentes para o desenvolvimento do individuo. É grave porque afeta fetos em formação e o comprometimento é para vida toda.

O zika vírus é um patógeno conhecido e identificado inicialmente em 1947 na floresta de Zika (Uganda), mas que desde 2007 estava restrito a África e Ásia. Esse vírus pertence ao gênero dos flavivírus, que inclui o vírus da dengue, febre amarela e do Nilo, e pode ser transmitido por um artrópode. No Brasil, são mais de 84 mil pessoas infectadas. No individuo adulto, o Zika pode passar despercebido, em alguns casos causando somente sintomas leves, como febre e dores pelo corpo. Não existe vacina para esse vírus.

Após alguns meses de silêncio, o governo federal finalmente se manifestou sobre o problema. Com ajuda da Organização Mundial da Saúde e do CDC (Centro de Controle de Doenças) dos EUA, que se preocupa com uma eventual contaminação no continente americano, resolveram montar uma operação de emergência. De acordo com nosso atual ministro da Saúde, Marcelo Castro, o caos pode ser consequência direta de um descaso com o programa de combate ao mosquito Aedes aegypti – o mosquito da dengue, e potencial agente transmissor do zika vírus.

Resolvi escrever sobre o assunto, refletindo sobre quais seriam as atitudes cientificas mais óbvias a serem tomadas. Isso não só seria uma oportunidade única para os cientistas brasileiros (pois o mecanismo de ação do vírus é ainda desconhecido), como permitiria que o governo investisse em soluções definitivas (ao invés de investir em evitar mosquitos). Os experimentos científicos descritos abaixo têm um baixo custo em comparação ao orçamento destinado ao extermínio de mosquitos e custos com futuros tratamentos para os afetados ao longo da vida.

A primeira coisa a fazer seria buscar uma relação causal do vírus com o fenótipo dos pacientes, algo inédito na literatura mundial. Até agora, temos apenas uma correlação entre o vírus e material biológico dos pacientes. E essa evidência não é robusta: apenas dois fetos infectados com o vírus e com o diagnóstico de microcefalia por ultrassom existem até o momento. O vírus também foi encontrado em tecidos de um outro bebê com microcefalia que morreu ao nascer. Existem outras evidências circunstanciais vindas de outros países e que, juntas, tornam essa alternativa plausível. É possível que a versão do zika vírus brasileiro seja uma variante ou linhagem genética mais patogênica, selecionada através de algumas características da população nordestina, como exposição ao vírus da dengue ou ao mosquito transmissor.

Mas a pergunta mais importante seria como o zika vírus causa microcefalia? Uma hipótese atraente seria que o zika vírus atravessasse a placenta, atingindo o feto em momentos críticos do desenvolvimento neural na gestação. O vírus poderia, por exemplo, infectar células do sistema nervoso central, causando a morte ou alterando o ciclo de células progenitoras neurais. Experimentos com modelos animais poderiam ajudar a confirmar essa correlação, mas o tempo de gestação humano é diferente da maioria dos animais em laboratório e ainda não sabemos se o vírus infectaria células nervosas de outras espécies.

Um outro experimento possível é colocar o vírus diretamente em contato com “minicérebros” humanos. Felizmente o Brasil é um dos poucos países do mundo que já possui esse tipo de tecnologia, inclusive com participação privada, que poderia agilizar esses experimentos. Esse experimento apenas forneceria resultado interpretável caso o vírus causasse morte ou alteração na replicação e especialização de células progenitoras neurais. Um resultado negativo indicaria que o vírus deva atuar de forma indireta.

Sinceramente, acho até mais provável que esse seja o caso, pois existem outros vírus já conhecidos que agem de forma indireta e causam problemas cerebrais. Nesse caso, o vírus não atingiria células progenitoras neurais diretamente, mas células da glia que, quando estimuladas, secretam moléculas imunológicas que afetam o desenvolvimento neural. Essa via pode também ser ativada pelo sistema imune da mãe quando infectada, e as moléculas imunológicas (não o vírus) seriam as responsáveis pela microcefalia. O mecanismo indireto é interessante do ponto de vista do vírus, pois sugere uma tentativa de coevolução. Uma análise genética, sequenciando o genoma da variante do zika brasileiro e comparando-a com as linhagens asiáticas e africanas, revelaria quais seriam os genes causadores da resposta imune e, consequentemente, da virulência inesperada no surto brasileiro.

Se realmente descobrirmos que o zika vírus é modulado por sinalização do sistema imune, poderemos contra-atacar sua atuação durante a gravidez com certos anti-inflamatórios, por exemplo. Seria, com toda certeza, um plano de ação muito mais eficaz do que tentar combater o zika evitando mosquitos, estratégia que o Brasil fracassou no passado.

Foto: TV Globo

Existe um grande debate entre os neurocientistas sobre a capacidade humana de reconstruir um cérebro. Alguns dizem ser impossível de criar artificialmente algo de tamanha complexidade. O argumento é que mesmo que todas as peças sejam identificadas e conhecidas, seria improvável determinar como as partes funcionam juntas. Outros, mais otimistas, acham que é uma questão de entender os princípios básicos e fundamentais para que se possa criar modelos computacionais de simulação que possam aprender com o novas informações para se alcançar o grandioso objetivo.

Na última semana, a prestigiosa revista cientifica Cell publicou um artigo de 10 anos de 82 pesquisadores internacionais de 12 instituições diferentes, sugerindo a reconstrução funcional de um pedaço do cérebro. O trabalho, apoiado pelo organização europeia conhecida como Human Brain Project custou mais de 1 bilhão de dólares. É um dos artigos de neurociência mais longos da historia e acredito que serão poucos os pesquisadores que terão disposição de analisá-lo em detalhes.

O time foi liderado pelo neurocientista Henry Markram, atualmente na escola politécnica federal de Lausanne. Parte da motivação de Henry veio do nascimento de seu filho, Kai, diagnosticado com autismo. Cansado da ciência tradicional, que busca mérito em publicações acadêmicas incrementais, Herny decidiu partir para algo cujo impacto na humanidade seria realmente mensurável e útil em futuras gerações.

O trabalho de Henry é o primeiro rascunho da reconstrução digitalizada dos microcircuitos de uma região do córtex somatosensorial extraído do cérebro de um rato juvenil. A reconstrução usou princípios de organização celular e sinápticas para montar um algoritmo capaz de reconstruir em detalhes a anatomia e fisiologia, utilizando dados experimentais. A região reconstruída tem cerca de 0.3 mm³ e contém 31 mil neurônios, distribuídos em 55 camadas distintas morfologicamente com 207 subtipos de neurônios funcionais. As arborizações desses neurônios formam cerca de 8 milhões de conexões e mais de 37 milhões de sinapses ativas. A simulação em computador revelou um espectro de redes nervosas cujas atividades flutuam entre sincronia e caos, modulados por mecanismos fisiológicos. Esse espectro de redes tem a capacidade de se reconfigurar de forma dinâmica, dando suporte a teoria de que o neocortex usa diversas estratégias de processamento de informação ao mesmo tempo. Um vídeo sumarizando todas as etapas do processo pode ser visto aqui.

O trabalho não deve ser considerado ainda como prova de principio que os cientistas conseguem recriar o cérebro humano, com cerca de 85 bilhões de neurônios, mas é um primeiro passo nessa direção. O objetivo é gerar uma ferramenta que possa codificar de forma digital as características desses neurônios e conexões que sejam comuns em todos os cérebros através de uma plataforma colaborativa virtual de neurocientistas. O próximo passo, talvez ainda mais futurístico, seja o de adicionar personalidade a esse programa e/ou situações que possam simular doenças neurológicas humanas.

Porém, muitos cientistas não acreditam que o tour de force tenha valido a pena. Isso porque é difícil validar ou replicar os resultados. Tudo que foi mostrado no artigo da Cell pode ser apenas atividade aleatória e não uma simulação computacional como diz o trabalho. As futuras gerações é que irão confirmar ou não se tudo isso foi um grande desperdício.

Não me agrada quando tentam justificar todo tipo de comportamento humano pela genética ou neurociência, principalmente quando as evidencias são escassas. O caso do cérebro transgender cai nessa categoria e, para não surpreender o leitor, aviso que esse é apenas o começo das pesquisas nessa área.

Sabe-se que a identidade sexual tem origens embrionárias, no balanço de certos neurotransmissores durante o desenvolvimento neural. Cérebros masculinos e femininos são anatomicamente e funcionalmente distintos. Na verdade, tudo é muito mais fluido e menos polarizado. Alterações, por menores que sejam, nesse período do desenvolvimento, têm como consequência um cérebro mais feminino ou masculino.

Nosso cérebro é um espectro sexual, que se revela mais feminino ou masculino em diversas situações. Na maioria dos casos, o cérebro tende para um dos lados. Identidade sexual é mais complexo do que sexo em si, o sistema binário de reprodução, aonde produtores de esperma são considerados machos e de óvulos, fêmeas. No sexo, qualquer situação não binaria, intermediária, seria menos eficiente do ponto de vista evolutivo (existem exceções na natureza, certas espécies de formigas possuem três ou até mesmos quatro tipos de sexo). O mesmo não pode ser dito sobre a identidade sexual.

Mas qual seria a pressão evolutiva para esse espectro de identidade sexual é ainda um mistério. Pode ser que simplesmente não descobrimos ainda vantagens no cérebro transgender, pois nossa sociedade reprime qualquer identidade sexual que não condiz com o sexo do indivíduo. Talvez pessoas bi-gender tenham mais flexibilidade em situações que requerem ora a parte mais racional, ora a parte mais sensitiva, por exemplo. Por outro lado, esse espectro pode ser apenas consequência de um cérebro humano mais complexo. Simplesmente não sabemos.

O pouco que se sabe sobre o cérebro transgender vem de pesquisas feitas com ressonância magnética, sugerindo sutis alterações estruturais no córtex e em certas conexões nervosas. Um dos mecanismos propostos seria através do BDNF (Brain-derived neurotrophic fator), um fator responsável pela maturação de redes nervosas e que estaria alterado durante o desenvolvimento do cérebro de pessoas com identidade transgender. Porém, tratamentos experimentais com o objetivo de “curar” pessoas com crise de identidade sexual baseado em modulação de BNDF não parecem muito promissores até o momento.

O cérebro transgender é um assunto que tem intrigado os neurocientistas por diversas décadas, mas nunca foi estudado com rigor. O fenômeno em si não é novidade na ciência (existem relatos até na Bíblia).

Recentemente, a mudança de sexo do medalista olímpico americano Bruce Jenner (que agora se chama Caitlyn) tem causado alvoroço, em parte pelo interesse (é o padrasto das Kardashians), mas principalmente porque decidiu usar dessa exposição para dar voz a uma condição polêmica,que atinge milhares de pessoas no mundo e que tem sido ignorada por muito tempo.

A atitude de Bruce pode ter um impacto mundial, instigando a pesquisa nessa área e contribuindo para uma melhor aceitação dos diversos tipos de sexualidade humana. Se conseguir, Bruce vai ofuscar sua própria imagem de medalhista olímpico ao mostrar que é possível viver duas vidas com identidades sexuais diferentes.

Foto: Reprodução/ Vanity Fair