Por que as formigas têm um sistema de saúde melhor que o seu
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Formigas médicas amputando uma pata infectada
Sob o solo da floresta, onde prosperam as movimentadas sociedades de formigas, desenrola-se um extraordinário sistema de saúde, que combina guerra química, organização social e até resiliência contagiosa para combater doenças. Com colônias que podem abrigar até meio milhão de operárias, espécies como a formiga-da-palha e a formiga-preta-de-jardim desenvolveram métodos elaborados para se proteger dos efeitos devastadores dos patógenos. Suas táticas refletem algumas das estratégias humanas mais sofisticadas, desde antissépticos e quarentena até vacinação e distanciamento social, tudo em escala reduzida, num mundo minúsculo, mas altamente organizado.
Desinfecção médica
Veja, por exemplo, a formiga-da-palha, Formica paralugubris. Viver em colônias densamente povoadas, com várias centenas de milhares de operárias, torna essas formigas particularmente vulneráveis a surtos, mas elas dominam uma forma avançada de desinfecção. Quando uma doença ameaça, essas pequenas químicas misturam ácido fórmico de suas glândulas de veneno com resinas antimicrobianas de árvores para criar uma potente mistura antisséptica que reveste o ninho, transformando-o em uma fortaleza quimicamente protegida. Essa mistura não só mantém o ninho limpo como também elimina micróbios nocivos das formigas que retornam da busca por alimento, garantindo a proteção de toda a colônia. A mistura aumenta significativamente as propriedades antifúngicas da resina, tornando o ninho quase impermeável a patógenos como Metarhizium brunneum, um fungo capaz de dizimar populações inteiras de insetos.
Formica paralugubris com resina, por Jonghyun Park
Algumas espécies, como as formigas-cortadeiras, produzem antibióticos naturais, como a albomicina, que podem combater eficazmente bactérias resistentes a medicamentos, como a MRSA. Essas descobertas levaram pesquisadores a explorar o potencial de compostos derivados de formigas como uma nova classe de tratamentos para superbactérias humanas.
Amputações e cirurgia
No entanto, mesmo em nível individual, as formigas aprenderam a controlar doenças por todo o corpo. Pesquisadores realizaram experimentos comportamentais e microbiológicos para compreender a resposta das operárias de C. floridanus a companheiras feridas. Eles descobriram que, quando a perna de uma operária era lesionada no fêmur, outras formigas amputavam rapidamente o membro danificado, mordendo a perna em sua base. Essa resposta rápida aumentava drasticamente as chances de sobrevivência da formiga ferida, em comparação com aquelas cujos ferimentos não eram tratados. No entanto, quando as lesões eram mais distais (mais próximas do pé), as companheiras do ninho reagiam de outra forma. Em vez de amputar, elas concentravam sua atenção nos cuidados com a ferida no local da lesão.
A amputação pareceu fazer diferença na sobrevivência apenas quando realizada imediatamente após a exposição ao patógeno. Adiar o procedimento deixou as formigas vulneráveis à infecção. Tomografias micro-CT detalhadas revelaram que a chave para a tomada de decisões das formigas pode estar na circulação da hemolinfa (o sangue das formigas). Os músculos responsáveis pelo fluxo da hemolinfa se concentravam no fêmur, sugerindo que lesões no fêmur podem retardar a propagação dos patógenos por tempo suficiente para que as companheiras do ninho realizem amputações que salvam vidas.
Distanciamento social
Durante surtos de doenças, as formigas adotam uma estratégia talvez familiar para nós: o distanciamento social. Pesquisadores da Universidade de Bristol descobriram que, quando essas formigas detectam uma infecção na colônia, elas reorganizam rapidamente o layout do ninho para limitar a propagação da doença. Após introduzirem formigas infectadas por fungos em colônias de laboratório, os cientistas observaram que as formigas saudáveis começaram a separar as forrageadoras, que têm maior probabilidade de serem expostas a doenças, da rainha e da cria, levando estas para o núcleo mais protegido. Essas mudanças criaram barreiras naturais, muito parecidas com as medidas de quarentena humanas, para minimizar o contato entre indivíduos saudáveis e doentes.
Cientistas usaram códigos QR individuais para rastrear o comportamento das formigas em resposta à presença de uma doença infecciosa. (Foto: Timothée Brütsch, Universidade de Lausanne)
Imunização
No entanto, embora as formigas infectadas sejam afastadas até certo ponto, elas não ficam completamente isoladas nem abandonadas à própria sorte. Na verdade, as formigas adotam um comportamento conhecido como “imunização social”, no qual espalham deliberadamente uma forma diluída do patógeno por toda a colônia. Quando uma formiga lambe uma companheira de ninho infectada para remover esporos de fungos, alguns desses esporos passam para o corpo da formiga que a limpa, em pequenas quantidades administráveis. Essa exposição de baixo nível funciona como uma espécie de vacinação, preparando o sistema imunológico das formigas saudáveis para combater o patógeno. Sylvia Cremer e sua equipe do Instituto de Ciência e Tecnologia da Áustria descobriram que esse comportamento ajuda a estabelecer uma resposta imunológica em toda a colônia, na qual o aumento da produção de proteínas antifúngicas eleva a resiliência do grupo inteiro. Como resultado, apesar da presença do fungo, apenas cerca de 2% das formigas em colônias imunizadas socialmente sucumbem à infecção - uma taxa de mortalidade notavelmente baixa para uma sociedade tão unida.
O sistema imunológico social das formigas
A possibilidade de que soluções para os desafios mais urgentes da medicina moderna possam vir do mundo das formigas destaca o potencial farmacológico inexplorado que existe na natureza.
Essa interação complexa entre defesas químicas e comportamentos sociais mostra que as formigas não são apenas insetos individuais lutando pela sobrevivência, mas participantes de um “sistema imunológico social” altamente coordenado. Nesse sistema, as ações de cada formiga contribuem para a saúde da colônia como um todo. Por exemplo, quando as formigas-pretas-de-jardim afastam a rainha e a cria das áreas infectadas, elas criam uma arquitetura dinâmica e viva, que evolui em resposta às ameaças de doenças. Esse ambiente adaptável poderia inspirar novas abordagens para a arquitetura e a saúde pública humanas, podendo levar a edifícios e espaços projetados para limitar a propagação de doenças infecciosas por meio de mudanças no layout ou nos padrões de circulação do ar em tempo real.
As sociedades de formigas também desafiam nossas suposições sobre quarentena e isolamento.
Enquanto os humanos normalmente isolam completamente os doentes, as formigas adotam uma abordagem mais equilibrada, que combina o distanciamento com uma exposição controlada e de baixo nível a patógenos. O hábito de redistribuir esporos de fungos pela colônia não só ajuda a desenvolver imunidade, como também divide o ônus da infecção, demonstrando uma espécie de resiliência contagiosa ou “altruísmo infeccioso”. Ao garantir que cada membro da colônia tenha algum contato com o patógeno, as formigas fortalecem coletivamente suas defesas contra futuros surtos.
Em essência, as formigas transformaram suas colônias em fortalezas e clínicas fortificadas, onde defesas químicas, adaptações arquitetônicas e comportamentos sociais se entrelaçam para criar um sistema imunológico social resiliente. Sua capacidade de se adaptar e responder com tanta precisão às ameaças de doenças oferece percepções que vão muito além da entomologia, sugerindo novas maneiras de os humanos pensarem sobre a gestão da saúde pública e a prevenção da propagação de infecções.
Dos túneis revestidos de substâncias químicas das formigas-de-palha aos projetos estratégicos de ninhos das formigas-pretas-de-jardim, as lições dessas pequenas médicas do mundo natural podem ser a chave para manter saudáveis até mesmo as maiores populações. As formigas vêm aperfeiçoando sua técnica há milhões de anos e, agora, parece que chegou a nossa vez de aprender com suas pequenas maravilhas da medicina.
Leitura complementar
Sebastian Stockmaier et al.,Doenças infecciosas e distanciamento social na natureza. Science 371, eabc8881(2021).DOI:10.1126/science.abc8881
Frank, Erik.T. et al., Amputações de pernas dependentes de ferimentos para combater infecções em uma sociedade de formigas. Current Biology, Volume 34, Issue 14, 3273 - 3278.e3
Pull CD, Cremer S. Rainhas de formigas cofundadoras previnem doenças realizando comportamento profilático de remoção de cadáveres. BMC Evol Biol. 2017 Oct 13;17(1):219. doi: 10.1186/s12862-017-1062-4. PMID: 29025392; PMCID: PMC5639488
Milutinović, B. et al. (2020) ‘A imunidade social modula a competição entre patógenos coinfectantes’, Ecology Letters, 23(3), pp. 565–574. doi:10.1111/ele.13458.
Brütsch T, Jaffuel G, Vallat A, Turlings TC, Chapuisat M. Formigas-da-madeira produzem um potente agente antimicrobiano aplicando ácido fórmico à resina coletada em árvores. Ecol Evol. 2017 Mar 6;7(7):2249-2254. doi: 10.1002/ece3.2834. PMID: 28405288; PMCID: PMC5383563.
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