p Nas ciências da vida modernas, uma mudança de paradigma está se tornando cada vez mais evidente:as formas de vida não são mais consideradas unidades independentes, mas, em vez disso, comunidades de organismos altamente complexas e funcionalmente interdependentes. A exploração das ligações estreitas entre a vida multicelular e, especialmente, a vida bacteriana, no futuro, ser a chave para uma melhor compreensão dos processos de vida como um todo, e, em particular, a transição entre saúde e doença. Contudo, como a cooperação e a comunicação dos organismos funcionam em detalhes atualmente ainda é amplamente desconhecido. Um importante passo à frente na decifração dessas relações de múltiplos organismos foi agora dado por pesquisadores do grupo de trabalho de Biologia Celular e do Desenvolvimento do Instituto Zoológico da Universidade de Kiel:os cientistas, liderado pelo Dr. Sebastian Fraune, puderam provar pela primeira vez que os organismos hospedeiros podem controlar não apenas a composição de suas bactérias colonizadoras, mas também sua função. Os pesquisadores da CAU publicaram suas descobertas inovadoras - derivadas do exemplo do pólipo de água doce Hydra e seus simbiontes bacterianos específicos - na última segunda-feira na última edição da revista científica Proceedings of the National Academy of Sciences . p "O ponto de partida de nossa investigação foi a observação de que Hydra pode influenciar a composição da colonização bacteriana específica da espécie, pela formação de certas substâncias antimicrobianas, "explicou a Dra. Cleo Pietschke, autor principal do estudo. Em princípio, essas formas de vida simples, portanto, administram a mesma tarefa que os organismos mais desenvolvidos também devem realizar para estabelecer um microbioma saudável:usando seu sistema imunológico, eles garantem a colonização pela composição "certa" de bactérias, e deve, ao mesmo tempo, evitar que microorganismos úteis tenham um efeito prejudicial. O trabalho apresentado centrou-se em como este processo de colonização é suportado pela comunicação entre o hospedeiro e a bactéria.

p Uma vez que uma densidade populacional específica foi alcançada, comunidades bacterianas podem trabalhar juntas em equipes, a fim de cumprir certas funções. A coordenação dessas funções é baseada em um mecanismo de sensor, com o qual as bactérias individuais podem determinar a densidade populacional total com a ajuda de moléculas sinalizadoras. Uma vez que um valor limite é alcançado, essas moléculas de sinal ativam genes, e assim regular certas funções celulares. Usando este processo, conhecido como quorum sensing, funções de controle de bactérias, como a colonização de superfícies, ou a produção de toxinas.

p A equipe de pesquisa de Kiel mostrou agora que o organismo hospedeiro pode alterar o mecanismo de detecção de quorum da bactéria. Os cnidários, portanto, influenciam diretamente as moléculas sinalizadoras bacterianas, e assim promover ativamente o processo de colonização de seu próprio tecido. "Descobrimos que a Hydra não influencia apenas a presença de seus simbiontes bacterianos, mas também pode interferir diretamente em sua função, "enfatizou Fraune, pesquisador associado do grupo de trabalho de Biologia Celular e do Desenvolvimento. A equipe de pesquisa descreveu em detalhes, pela primeira vez, um hospedeiro usando quorum quenching para inibir a comunicação molecular de bactérias. Anteriormente, havia apenas dois outros exemplos de tais intervenções por um organismo hospedeiro. Especificamente, os pesquisadores de Kiel provaram que uma modificação de certas moléculas de sinal pelo hospedeiro promove a colonização por Curvibacter, a bactéria de ocorrência mais frequente associada à Hydra.

p Os pesquisadores da CAU estudaram a influência do mecanismo do hospedeiro em sua comunidade bacteriana, observando o efeito de uma molécula sinalizadora e sua contraparte bacteriana modificada pelo hospedeiro. Em primeiro lugar, eles trouxeram Hydra livre de germes, ou seja, organismos criados em laboratório sem colonização bacteriana, em contato com a bactéria Curvibacter. Era evidente que a colonização bacteriana era pobre, contanto que moléculas de sinal não modificadas estivessem presentes. Assim que estes foram modificados pela influência do organismo hospedeiro, a bactéria colonizou o corpo dos cnidários em uma extensão normal. Os pesquisadores então repetiram o experimento em organismos que já apresentavam colonização bacteriana. O mesmo padrão surgiu aqui, também:apenas as moléculas de sinal modificadas pelo hospedeiro encorajaram a colonização consistente e típica da Hydra por seus simbiontes bacterianos. Mais estudos são necessários para determinar como esses resultados, obtido a partir de organismos modelo cnidários, pode ser aplicado a outras formas de vida. Contudo, uma vez que Hydra são organismos evolucionários primitivos, é provável que esse mecanismo também esteja presente em organismos altamente desenvolvidos.

p “Na interface entre a pesquisa básica e a medicina, está se tornando cada vez mais claro que a chave para a saúde está no equilíbrio entre o corpo e os simbiontes bacterianos. No futuro, temos a tarefa desafiadora de tentar entender as relações altamente complexas entre hospedeiros e bactérias. Com nossas novas descobertas, estamos um pequeno passo mais perto de alcançar isso, "disse um Fraune otimista.