Imunidade coletiva na pandemia: aprendendo com insetos eussociais

No final de 2019, o surto de uma nova doença causada por coronavírus foi descrito em Wuhan, China, afetando outros países em todo o mundo. Em março de 2020, a Organização Mundial da Saúde (OMS) decretou a pandemia. Em termos gerais, a covid-19 é uma doença respiratória aguda que pode levar ao óbito, sobretudo pessoas que apresentem doenças previamente existentes (comorbidades) (Lima et al., 2020). Na América Latina, o primeiro caso foi registrado em fevereiro de 2020, quando um brasileiro que viajara para a Itália teve a doença confirmada. Dados do Ministério da Saúde revelam que mais de 19 milhões de pessoas foram contaminadas pelo novo coronavírus no país e mais de 600 mil dessas pessoas morreram em decorrência da doença (Brasil, 2021).

Com a perspectiva de achatar a curva de contaminação da covid-19 e desacelerar a disseminação viral visando não sobrecarregar os sistemas de saúde para que pudessem atender de forma mais satisfatória os doentes, reduzir os impactos da pandemia e preservar vidas, uma série de ações de prevenção e controle foram adotadas pelas autoridades de saúde (governos federal, estaduais e municipais). O distanciamento social foi a ação mais difundida pelas autoridades sanitárias como meio para conter o avanço do número de casos de coronavírus na população; foram restringidas as atividades públicas e aglomerações, suspensos temporariamente serviços como escolas, comércio e serviços públicos não essenciais e estimuladas as pessoas a ficar confinadas em suas residências (Pires, 2020). Diante dessa realidade, torna-se necessário e urgente discutir o tema imunidade coletiva (social) ou proteção de rebanho, visando a conscientização popular sobre a importância dos programas de imunização e das medidas sanitárias efetivas para prevenção da contaminação.

O termo sociedade descreve o hábito comunitário de alta complexidade que diversas espécies animais, inclusive a humana, adquiriram no decorrer de sua evolução. Essas sociedades são reguladas por comportamentos que oscilam entre altruísmo e egoísmo e propiciam o desenvolvimento de um grupo de indivíduos que, convivendo por longo período, alcançam uma personalidade coletiva, formando a própria cultura. Essa socialização se justifica pela necessidade de proteção, forrageio, reprodução e migração, ou seja, trata-se de uma questão de sobrevivência (Wilson, 2000).

Os insetos considerados eussociais vivem em colônias com milhares de indivíduos, compartilhando o ambiente e o hábito de vida. Devido a essa interação entre os membros da colônia, esses insetos se tornam mais vulneráveis a doenças. Os insetos sociais possuem mecanismos de defesa muito eficientes contra patógenos. Além da imunidade individual, ao longo da evolução eles desenvolveram defesas coletivas contra patógenos. A imunidade social é expressa por meio de uma variedade de comportamentos sanitários e o uso de antimicrobianos que reduzem o risco de infecção e a carga de patógenos de indivíduos expostos. Uma das semelhanças entre insetos eussociais e seres humanos pode ser observada em um mecanismo de defesa análogo ao proporcionado pela vacinação em seres humanos (Stroeymeyt et al., 2014).

O presente artigo teve como objetivo principal correlacionar hábitos de insetos eussociais no âmbito da imunidade coletiva alcançado por meio da vacinação, visando à conscientização popular durante a pandemia. De modo mais específico, pretendeu-se estabelecer relações de semelhanças com os mecanismos de imunidade dos insetos eussociais e os aspectos da pandemia vigente; sensibilizar a população quanto às práticas responsáveis durante a pandemia para evitar o contágio; incentivar a vacinação em massa, a promoção do letramento científico e a popularização da ciência; reduzir a distância que separa os estudos científicos da população em geral, tornando a ciência um assunto acessível a todos.

Metodologicamente, foi realizada uma revisão bibliográfica com abordagem qualitativa utilizando artigos científicos em português e inglês, teses e livros disponíveis nas seguintes bases de dados: Biblioteca de Teses e Dissertações da Capes (BDTD), SciELO, periódicos da Capes e Google Acadêmico. As seguintes palavras-chave foram utilizadas: “insetos e imunidade social”, “imunidade coletiva”, “insetos eussociais”, “pandemias”. Os dados foram coletados no primeiro semestre de 2021, submetidos à leitura com posterior extração e organização das informações para elaboração do artigo.

O desenvolvimento deste artigo foi estruturado em seções: inicialmente, foram descritas as características dos insetos eussociais, a evolução e a organização dessas sociedades; em seguida, foram abordados os mecanismos de defesa e proteção desses insetos, tratando dos aspectos relativos à imunidade individual e à imunidade coletiva; posteriormente, a relação entre a imunidade coletiva dos insetos e dos humanos foi discutida e correlacionada à pandemia atual, buscando ressaltar a importância dela para a sobrevivência das espécies.

Insetos eussociais e suas principais características

A eussocialidade é considerada o nível mais alto de organização social entre os animais, sendo definida pelas seguintes características: cuidado com membros recém-nascidos, sobreposição de gerações, grupos de divisão de trabalho reprodutivos e os não reprodutivos (Prestes; Cunha, 2012).

Os animais eussociais se diferenciam dos demais sistemas sociais pela ausência de pelo menos uma característica realizada por indivíduos de outro grupo se dividindo em grupos destinados a determinados afazeres, em forma de castas. Assim, como exemplo, as operárias não possuem possibilidade de se reproduzir. A eussocialidade se encontra em diversas sociedades de animais, como determinados insetos, crustáceos e possivelmente em alguns mamíferos, sendo mais estudada em cupins e himenópteros (formigas, abelhas e vespas) (Prestes; Cunha, 2012).

Rodrigues (2018, p. 1) define os insetos eussociais como “caracterizados pela sobreposição de gerações, castas estéreis e reprodutivas e cuidado cooperativo à prole”. A eussocialidade é resultado de três determinações evolutivas e ecológicas interligadas: seleção por parentesco, a raridade da origem desse comportamento e a hegemonia ecológica dos insetos eussociais; assim, ela culmina no surgimento do altruísmo, comportamento que beneficia todos os membros em relação à sobrevivência e diferenciação dos demais grupos cooperativos (Prestes; Cunha, 2012).

Os insetos eussociais são reconhecidos por formar sociedades extremamente organizadas e complexas. As ações de cooperação entre os diversos membros da sociedade no cuidado com a prole e na divisão de trabalho consideram as especialidades de cada membro e os impactos das possíveis perdas de cada um deles dentro da sociedade, garantindo assim uma importante organização social.

Para Darwin, o fato de a seleção natural permitir a existência de indivíduos estéreis dentro de uma sociedade era um paradoxo, uma vez que eles não poderiam contribuir com a continuidade da espécie. Tal contradição foi solucionada por meio da regra de Hamilton, que estabeleceu uma relação entre custo e benefício do comportamento altruísta dentro de uma sociedade ecossocial. Uma vez que possuíam alto grau de parentesco, seriam escolhidos pela seleção de parentesco de modo a originar as colônias de insetos sociais, explicando que o sucesso populacional é mais vantajoso que o individual (Souza, 2016).

Krebs e Davies (2009) trouxeram à luz que insetos que evoluíram de forma a culminar em sistemas eussociais provavelmente foram os que não possuíam capacidade reprodutiva por si, demonstrando que possuíam predisposições genéticas para auxiliar na reprodução de indivíduos do mesmo grupo familiar; nesse sentido surgiu o conceito de superorganismo, que identifica grupos familiares (dependentes do tipo de desenvolvimento, da densidade populacional e da estrutura do ninho) como a unidade de seleção natural (Herbers, 2009).

Imunidade em insetos

O processo de evolução é caracterizado pela capacidade do indivíduo de se adaptar ao ambiente em que se encontra; quando se trata de insetos, o processo não se difere. Para seu desenvolvimento em um ambiente potencialmente nocivo, eles precisam criar mecanismos de defesa eficientes para garantir sua sobrevivência. Tais mecanismos podem ser divididos em três grandes categorias:

1. as barreiras físicas e biológicas, como a presença do trato digestório e glândulas;
2. a resposta celular, por meio de hemócitos; e
3. a resposta humoral, conhecida também como imunidade humoral.

Diversos componentes do sistema imune humoral dos insetos apresentam homologia molecular e funcional com a imunidade humoral dos vertebrados mandibulados (Diez, 2018).

Graças a seu exoesqueleto (Figura 1), o inseto garante sua movimentação com o uso mínimo de músculos, além de proporcionar proteção contra fatores químicos ou físicos, como a desidratação. Cabe ainda dizer que ele auxilia na interação do inseto com o meio ambiente, sendo assim a primeira barreira que compõe o sistema imune desses organismos. O exoesqueleto, geralmente composto por um polímero de açúcar denominado quitina, é considerado um tipo de defesa passiva, cuja função é limitar o ingresso de agentes patogênicos na hemocele e no intestino (Diez, 2018).

São chamadas de hemócitos as células imunes que compõem os invertebrados; elas possuem diferentes formas e composições proteicas, conforme a sua função. Os hemócitos denominados granulócitos possuem a função de produzir substâncias químicas que serão liberadas na superfície de corpos estranhos que venham a invadir o hemocele. Os plasmatócitos, por sua vez, são células que atuam na fagocitose de antígenos, enquanto os lamelócitos podem tanto fagocitar como isolar por encapsulação os corpos estranhos maiores (Diez, 2018).

A imunidade em invertebrados é composta por distintas vias de sinalização ou cascatas enzimáticas capazes de reconhecer padrões moleculares associados a patógenos (PAMP, do inglês pathogen-associated molecular pattern), levando à ativação da expressão de genes associados com a imunidade, resultando na síntese de peptídeos antimicrobianos ativos e outros genes efetores imunes, com o objetivo principal de combater bactérias Gram-negativas, vírus e, no caso dos mosquitos, até mesmo alguns protozoários. Além disso, a ativação do sistema imune está relacionada à resposta ao estresse; com a presença dos sinais adequados (condições de infecção ou mudanças adversas no ambiente), há a ativação de algumas proteínas associadas ao estresse (Diez, 2018).

Imunidade coletiva dos insetos eussociais

A vida em grupo aumenta a transmissão de patógenos e parasitas, mas é graças à cooperação entre os membros que compõem a sociedade que as infecções podem ser evitadas, controladas e até mesmo eliminadas.

Os insetos ocupam diferentes nichos ecológicos, estando constantemente expostos a vários micro-organismos e a partículas estranhas. Consequentemente, durante a evolução eles desenvolveram um complexo e eficiente sistema biológico de defesa, capaz de protegê-los contra esses invasores (Borges, 2006).

O sistema imune dos insetos inclui qualquer característica herdada capaz de expressar um fenótipo relacionado à proteção contra patógenos ou mesmo manipular a composição da comunidade microbiana a seu favor. Um exemplo dessa característica em insetos sociais é a modulação da resposta imune e o comportamento frente a patógenos por meio da imunidade coletiva. Um estudo realizado com cupins expostos a altas doses de conídios fúngicos revelou que os indivíduos contaminados transmitem sinais vibratórios de alarme por meio do substrato para que os demais componentes do grupo não sejam expostos devido à fuga, reduzindo assim a contaminação (Rosengaus et al., 2011).

Outras adaptações comportamentais podem ser consideradas estratégias que contribuem para a imunidade coletiva, como a existência de procedimentos de limpeza comuns em formigas e cupins que culminam com a disseminação de secreções antimicrobianas e proporcionam a redução do risco de infecção no ninho (Otti et al., 2014). Em geral, as fontes primárias de compostos antimicrobianos são secreções de glândulas exócrinas e de micro-organismos simbiontes, como bactérias actinomicetos (Fernández-Marín et al., 2009). 

Dentro de grupos de insetos eussociais, em que diversos insetos mantêm contato físico constante, um patógeno pode facilmente ser transmitido entre indivíduos e exterminar uma colônia de forma rápida. Entretanto, tais surtos endêmicos são raros, uma vez que diversos mecanismos de defesa atuam contra tais agentes infecciosos – alguns deles semelhantes à vacinação em humanos. O mecanismo se dá pela transmissão de pequena fração do patógeno carregado por um dos indivíduos para os demais membros da colônia por meio do hábito de limpeza mútua que esses indivíduos mantêm (Borges, 2006).

A imunidade coletiva é alcançada, ou seja, a proteção é adquirida por meio de infecções de baixa intensidade e, em sua maioria, assintomáticas. Assim os indivíduos da colônia são considerados resistentes (imunizados) ao entrar em contato com o mesmo patógeno – o mesmo princípio observado com a vacinação em humanos. O senso de coletividade evita também a transmissão de doenças, ao passo que seus membros evitam locais infectados (comportamento de isolamento social), prevenindo maior proliferação da doença (Borges, 2006).

Os cupins são exemplo de insetos eussociais que possuem comportamentos de imunidade social. Em sua rotina, os cupins são inúmeras vezes confrontados por agentes estranhos, como vírus, bactérias e fungos, que podem causar doenças e avarias a eles, comprometendo a estabilidade da colônia. Na Figura 2, os cupins marcados em vermelho estão infectados; porém, devido à eficiência da barreira entre os cupins imunizados (cupins marcados de azul), o patógeno não consegue se proliferar em meio à população, garantindo a sobrevivência da rainha (em amarelo) (Silva; Haifid, 2020).

Pandemias e letramento científico 

Pandemia não é algo novo para as sociedades humanas; doenças de caráter infeccioso ameaçam a humanidade desde que ela se estabeleceu em grupos por meio de aldeias, tornando as doenças endêmicas ou enzoóticas.

Ainda assim, quaisquer que sejam os comportamentos humanos que levem ao surgimento de doenças infecciosas, o organismo recém-emergido não pode sobreviver continuamente em humanos sem se adaptar a um dos vários mecanismos, sejam diretos ou indiretos, de disseminação entre humanos. Nesses casos, concentrar-se no controle do reservatório corresponde a uma estratégia adequada para prevenir e controlar as epidemias (Jucá et al., 2020).

De acordo com Almeida (2020), a peste negra (ou peste bubônica) matou uma parcela substancial da população da Europa e da Ásia no século XIV. Outra pandemia, a conhecida popularmente como “gripe espanhola”, ocorrida à época do fim da Primeira Grande Guerra (entre 1918 e 1919), matou mais de 50 milhões de pessoas no mundo, sendo considerada a pandemia mais mortal já registrada. Contudo, na última década (2010-2020) testemunhamos epidemias e pandemias sem precedentes, como o ebola na África, a gripe “suína” H1N1 (2009), a chikungunya (2014) e o zika (2015).

Tais pandemias são controladas mediante medidas de prevenção, como distanciamento social, rastreamento, isolamento de infectados e imunização (vacinação), ações semelhantes aos métodos utilizados por insetos eussociais. Entretanto, para isso é necessária uma efetiva disseminação de informações verídicas obtidas por meio de ciência séria e de qualidade, com o objetivo de informar sobre o estado da doença e das formas de prevenção (Morens et al., 2020).

Para tanto, se faz necessário garantir que os indivíduos consigam compreender as informações com base nas evidências científicas, de modo a garantir uma efetiva prevenção, devendo assim ocorrer o processo de letramento científico. A Organização para a Cooperação e Desenvolvimento Econômico (OCDE, 2015) define o letramento científico como "a capacidade de se envolver com questões relacionadas à ciência, e com as ideias da ciência, como um cidadão reflexivo". Entretanto, deve haver confiabilidade nos veículos de informação, devendo partir da crítica de quem lê. Uma vez que o letramento científico seja efetivo, seria possível ao sujeito compreender e distinguir o que é real e o que é fake news, que são notícias muito tendenciosas ou falsas acerca de informações sobre a realidade, transmitidas geralmente com o intuito de confundir, gerar desconfiança e, em momentos como os de pandemia, gerar pânico de modo a beneficiar determinado grupo. Esse tipo de conteúdo gera desconfiança em métodos muito célebres em meio científico, como a vacinação e o uso correto de medicamentos (Almeida, 2020).

Não se pode mais conceber a ciência como algo distante dos indivíduos, como um saber construído, desenvolvido e restrito à academia. Nesse sentido, fala-se em letramento científico, que, tal como o letramento linguístico, versa sobre as práticas sociais que se relacionam com esse conhecimento – o saber científico.

Segundo Ayala (1996, p. 1),

o letramento científico, entendido como um trabalho diário de conhecimento da ciência, é tão necessário quanto a leitura e a escrita (letramento, no sentido geralmente entendido) para um modo de vida satisfatório no mundo moderno. Eu desejo sustentar que o letramento científico é necessário para que haja uma força de trabalho competente, para o bem-estar econômico e saudável do tecido social e de cada pessoa e para o exercício da democracia participativa.

Assim sendo, o ensino de Ciências e Biologia em uma perspectiva de aprendizagem mais ampla e significativa, assumida como parte do letramento, requer um fazer pedagógico que compreende e desenvolve a atividade cognitiva, o pensamento crítico e independente, a mobilização consciente de recursos cognitivos e metacognitivos (Teixeira, 2013).

Considerações finais

A presente pesquisa teve como objetivo verificar o que se pode aprender com insetos eussociais tendo em vista a imunidade coletiva conferida via vacinação em massa. Foi possível compreender que a sociedade dos insetos e a sociedade humana possuem diversas similaridades, tanto em sua organização social quanto em seu método de encarar doenças infectocontagiosas.

Insetos eussociais são aqueles que vivem em grupos baseados em hierarquias bem estabelecidas, com base na divisão de trabalho. Dentre eles, os mais conhecidos são formigas, abelhas e cupins, cujos sistemas imunes são baseados em dois níveis: a imunidade individual, focada nas alterações biológicas do indivíduo dentro da colônia e na sua contribuição na manutenção da imunidade coletiva, permitindo a imunização de seus semelhantes gerando a proteção de rebanho, além de evitar ambientes infectados, com distanciamento físico e práticas de assepsia.

Tais medidas são as mesmas que devem ser aplicadas no caso de doenças como a covid-19. Entretanto, a negligência nesses hábitos culminou na disseminação de um vírus infeccioso por todo o planeta, resultando em uma pandemia.

Caberia à nossa sociedade compreender seu papel individual no processo de imunização e junto à coletividade, garantindo a não propagação de agentes patogênicos por meio do isolamento físico e social, de medidas de assepsia efetivas, do uso de EPI (equipamento de proteção individual, como máscara) e assegurando sua imunização com vacinas disponíveis.

Referências

ALMEIDA, Carla et al. “Make science great again?”: o impacto da covid-19 na percepção pública da ciência. 2020.

AYALA, F. J. Introductory essay: the case for scientific literacy. World Science Report. Paris: Unesco, 1996. Disponível em: http://unesdoc.unesco.org/images/0010/001028/102819eo.pdf. Acesso em: 23 maio 2021.

BRASIL. Ministério da Saúde. Painel Coronavírus. Brasília, 2021. Disponível em: https://covid.saude.gov.br/. Acesso em: 15 jun. 2021.

BORGES, Andrezza Raposo. Estudo ultraestrutural da resposta imune celular em Rhodnius prolixus (Hemiptera; Reduviidae; Triatominae). 2006. Dissertação (Mestrado em Saúde Pública) – Departamento de Saúde Coletiva, Centro de Pesquisas Aggeu Magalhães, Fundação Oswaldo Cruz, Recife, 2006.

DÍEZ, Juan Diego et al. Sistema imune de insetos: caracterização de inibidores de proteases do tipo Serpin e análise proteômica da hemolinfa de lagarta da soja (Anticarsia gemmatalis). 2018.

FERNÁNDEZ-MARÍN, H.; ZIMMERMAN, J. K.; NASH, D. R.; BOOMSMA, J. J.; WCISLO, W. T. Reduced biological control and enhanced chemical pest management in the evolution of fungus farming in ants. Proc. Biol. Sci., v. 276, p. 2.263-2.269, 2009.

HERBER, Jane; WATTE, Carine; BAZANELLA, Vinícius. Experimentos de Ciências para o Ensino Fundamental. In: GONZATTI, Sônia Elisa Marchi; HERBER, Jane. Articulações possíveis entre ensino e extensão – experiências pedagógicas do projeto Redes Interdisciplinares. Lajeado: Editora Univates, 2018. p. 29-46.

HERBERS, J. M. Darwin’s ‘one special difficulty’: celebrating Darwin 200. Biology Letters, v. 5, nº 2, p. 214–217, 23 abr. 2009.

JUCÁ, Thiago Lustosa; SILVA CUNHA, Muciana Aracely da; MÁXIMO, Rérisson. Desafios da divulgação e da popularização da ciência em tempos de pandemia. Revista Helius, v. 3, nº 2, fasc. 3, p. 1.812-1.865, 2020.

KREBS, John R.; DAVIES, Nicholas B. (Eds.). Behavioural ecology: an evolutionary approach. New Jersey: John Wiley & Sons, 2009.

MORENS, D. M.; FOLKERS, G. K.; FAUCI, A. S. Emerging infections: a perpetual challenge. Lancet Infectious Diseases, v. 8, p. T1O-7TI9, 2008.

OTTI, O.; TRAGUST, S.; FELDHAAR, H. Unifying external and internal immune defences. Trends in Ecol. & Evol., v. 29, nº 11, p. 625-634, 2014.

PIRES, Roberto. Os efeitos sobre grupos sociais e territórios vulnerabilizados das medidas de enfrentamento à crise sanitária da covid-19: propostas para o aperfeiçoamento da ação pública. Brasília: IPEA, 2020. Disponível em: http://www.ipea.gov.br/portal/index.php?option=com_alphacontent&view=alphacontent&Itemid=357. Acesso em: 18 jun. 2021.

PRESTES, Anna Carolina; CUNHA, Hélida Ferreira da. Interações entre cupins (Isoptera) e formigas (Hymenoptera) cohabitantes em cupinzeiros epígeos. Revista de Biotecnologia & Ciência, v. 1, nº 1, p. 50-60, 2012.

RODRIGUES, Fabiana Passos. Formigas (Hymenoptera: Formicidae) como bioindicadoras na reserva da Kimberly-Clark. Revista Científica UMC, v. 3, nº 3, 2018.

ROSENGAUS, R. B.; TRANIELLO, J. F. A.; BULMER, M. S. Ecology, behavior and evolution of disease resistance in termites. In: BIGNELL, D. E.; ROISIN, Y. Biology of termites: a modern synthesis. Berlin: Springer-Verlag, 2011.

SILVA, L. H. B.; HAIFIG, I. Vacinação: como cupins evitam pandemias? Wikitermes. Disponível em: ufabc.edu.br. Acesso em: 24 mai. 2021.

SOUZA, Diulio Andrew Torres. Ocorrência e preferência alimentar de térmitas (Isecta: Isoptera) por cinco espécies florestais de importância comercial na Amazônia Brasileira. Relatório de pesquisa. 2016. Disponível em: http://riu.ufam.edu.br/handle/prefix/5006.

STROEYMEYT, Nathalie et al. Organisational immunity in social insects. Curr. Opin. Insect Sci., v. 5, 1-15, 2014. Disponível em: doi: 10.1016/j.cois.2014.09.001.

TEIXEIRA, Francimar. Letramento científico: questões para reflexão. Revista Ciênc. Educ., Bauru, v. 19(4), 2013. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ciedu/a/cvyYXDxFtjVvMQygWwVTzrF/?lang=pt. Acesso em: 24 maio 2021.

WILSON, E. O. Sociobiology: the new synthesis. 25th anniversary ed. Cambridge: Belknap Press of Harvard University Press, 2000.