Nossos corpos passam por várias mudanças ao longo de nossas vidas. O mesmo acontece com os micróbios que vivem conosco. Afinal, elas compõem uma grande parte das células do nosso organismo. Mas, em comparação com as células que compõem nossos tecidos e órgãos, esses micróbios se dividem muito rapidamente, tornando mais comuns erros ocasionais em seu material genético (mutações). Esses erros impulsionam a evolução dos microrganismos e são responsáveis, entre outras coisas, pela probabilidade de causar doenças.
A maioria dos estudos sobre evolução bacteriana é realizada fora de organismos vivos ou em modelos animais tratados com antibiótico, que não mimetiza um ambiente natural e saudável. Além disso, poucos estudos avaliaram como os micróbios evoluem por mais de um mês. Por essas razões, a forma como as bactérias evoluem a longo prazo ao colonizar um hospedeiro saudável permanece uma questão em aberto.

Investigadores do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) estudaram a evolução de uma estirpe invasora da bactéria Escherichia coli durante mais de seis mil gerações no intestino do rato. Por mais de um ano, eles isolaram bactérias de fezes de camundongos para avaliar alterações em seu material genético. Ao final, os autores mostraram que quando uma nova bactéria coloniza o intestino do mamífero, ela evolui de duas maneiras:1) gerando uma série de mutações metabólicas que alteram sua capacidade de consumir nutrientes ou 2) integrando material genético de outros microrganismos.

Durante o estudo, surgiram versões de E. coli que são genéticas e funcionalmente diferentes e, portanto, têm diferentes habilidades de adaptação a diferentes ambientes. Essas versões da mesma bactéria coexistem no intestino do hospedeiro por milhões de gerações. Essa coexistência, no entanto, pode ser anulada pela fixação preferencial de bactérias com características específicas, principalmente se estas apresentarem mutações benéficas. Isso aconteceu em todos os camundongos que tinham, a priori, uma cepa residente de E. coli em seu intestino. A competição levou ambas as linhagens a evoluir. Especificamente, a cepa invasora adquiriu material genético da residente, por meio da ação de bacteriófagos (vírus que infectam bactérias).

Quando as bactérias integram o material genético do vírus de forma estável, tornam-se mais aptas para sobreviver no intestino. No entanto, se o vírus se multiplicar, estes acabam morrendo. Os pesquisadores mostraram que, curiosamente, de 5 a 16 meses após colonizar o intestino do hospedeiro, a E. coli invasora morre menos porque inibe a multiplicação do vírus. Isso significa que as bactérias evoluíram para "domesticar" os vírus bacterianos, mantendo os benefícios que traziam, mas se livrando dos custos associados.

“Foi realmente emocionante descobrir que as bactérias usam tantos processos diferentes para evoluir no intestino”, diz Nelson Frazão, pós-doc no IGC e primeiro autor do artigo. Este trabalho abre caminho para prever a evolução das bactérias em nossos corpos. “Compreendendo como as bactérias evoluem a longo prazo, poderíamos antecipar e até evitar a resistência aos antibióticos ou a colonização do intestino por bactérias patogênicas que dificultam o sucesso de alguns tratamentos e podem levar à morte”, conclui o pesquisador.

A pesquisa foi publicada em Nature Communications . + Explorar mais

O sexo bacteriano impulsiona a evolução dos micróbios para conquistar e colonizar o intestino