Uma toxina produzida por uma bactéria que causa infecções do trato urinário está relacionada a, ainda diferente em maneiras importantes de, a toxina que causa a tosse convulsa, de acordo com novas pesquisas. As evidências, que será publicado na edição de 8 de setembro de The Journal of Biological Chemistry , poderia ajudar no desenvolvimento de novas vacinas.

O ingrediente principal da vacina existente contra a tosse convulsa, ou coqueluche, é uma forma inativa da toxina pertussis. A toxina pertussis ativa atua inserindo células brancas do sangue e modificando quimicamente uma categoria de proteínas G, que são moléculas de sinalização essenciais. Essas proteínas G modificadas não são mais capazes de se ligar aos seus receptores, que interrompe a sinalização essencial dentro da célula, desabilitando localmente a resposta imune e permitindo que a bactéria se prolifere. A toxina pertussis inativa encontrada na vacina ensina o sistema imunológico a evitar esse silenciamento.

Proteínas semelhantes à toxina pertussis são produzidas por muitas bactérias, mas relativamente pouco se sabe sobre o que eles fazem ou como funcionam. Uma equipe de pesquisa supervisionada por Jamie Rossjohn na Monash University em Melbourne, Austrália, estava interessado em investigar a diversidade de toxinas semelhantes à coqueluche e ver o que poderia ser aprendido com elas.

"[Toxina de Pertusis] é realmente uma molécula incrível, e tem sido altamente essencial na vacina contra a tosse convulsa, "disse Dene Littler, o pesquisador que liderou o trabalho. "Fiquei muito animado com a ideia de que poderia haver outras formas dessa toxina em outras bactérias, talvez em bactérias que causam infecções crônicas de longo prazo, onde é bastante necessário que as bactérias desliguem o sistema imunológico para viver. "

Littler e seus colegas pesquisaram por sequências de DNA semelhantes às que codificam a toxina pertussis entre os genomas de bactérias publicados. Eles encontraram uma série de sequências de toxinas semelhantes à coqueluche nos genomas do subconjunto de cepas de E. coli que podem viver benignamente no intestino, mas causar sintomas se entrarem no sangue ou no trato urinário. Esta foi uma pista de que toxinas semelhantes à coqueluche são comuns entre patogênicos E. coli , mas não se sabia se o E. coli toxina semelhante à coqueluche, ou EcPlt, funciona da mesma maneira que a toxina da coqueluche.

"Eu estava particularmente interessado no que aconteceu depois que as toxinas [produzidas por E. coli ] estavam dentro da célula, "Littler disse. Muitos estudos de toxinas bacterianas examinam como as toxinas entram nas células pela primeira vez e o efeito sobre as células, não exatamente como a toxina muda - e é alterada - no ambiente intracelular.

A equipe realizou estudos bioquímicos sobre o EcPlt de uma cepa bacteriana que causa infecções do trato urinário. Eles produziram o primeiro relatório da forma ativa do EcPlt dentro das células humanas, descrevendo como o ambiente químico dentro da célula fez com que a proteína mudasse de forma e se ativasse.

Eles também descobriram que, embora EcPlt modifique a mesma proteína G e interrompa a mesma via de sinalização que a toxina pertussis faz, ele o faz de uma maneira ligeiramente diferente. A toxina da coqueluche é capaz de modificar apenas um aminoácido específico em seu alvo de proteína G humana; se esse aminoácido mudar, a proteína G não é mais afetada pela toxina pertussis. EcPlt, por outro lado, modificou um aminoácido diferente, mas interrompeu de forma semelhante a sinalização da proteína G.

"Talvez a maneira como a coqueluche faz [essa modificação] seja simplesmente mais difícil para as células humanas desfazerem, "Littler disse, especulando sobre por que a tosse convulsa causada pela toxina da coqueluche é uma doença mais grave do que as infecções do trato urinário causadas por bactérias produtoras de EcPlt.

Littler espera que a compreensão da diversidade natural das toxinas semelhantes à coqueluche possa ajudar a melhorar as vacinas existentes e criar novas.

"Nossas estruturas de toxinas ajudam a identificar como as toxinas semelhantes à coqueluche funcionam e ajudam a definir formas de produzir versões inativas, "Littler disse." O componente da toxina pertussis da vacina DTaP é altamente bem-sucedido. As vacinas dirigidas contra outras proteínas semelhantes à coqueluche podem ser igualmente eficazes na prevenção de doenças. "