Cepa persistente de cólera se defende contra forças de mudança, descobrem cientistas
Imagem de microscópio eletrônico de varredura da bactéria Vibrio cholerae, que infecta o sistema digestivo. Crédito:Ronald Taylor, Tom Kirn, Louisa Howard/Wikipedia Uma estirpe mortal da bactéria da cólera que surgiu na Indonésia em 1961 continua a espalhar-se amplamente até hoje, ceifando milhares de vidas em todo o mundo todos os anos, adoecendo milhões de pessoas e, com a sua persistência, confundindo os cientistas.
Finalmente, num estudo publicado na Nature , pesquisadores da Universidade do Texas em Austin descobriram como essa cepa perigosa resistiu ao longo de décadas.
Um mistério de longa data sobre a estirpe de Vibrio cholerae (V. cholerae) responsável pela sétima pandemia global de cólera é como esta linhagem conseguiu superar a concorrência com outras variantes patogénicas. A equipe do UT identificou uma peculiaridade única do sistema imunológico que protege as bactérias de um fator-chave da evolução bacteriana.
“Este componente do sistema imunológico é exclusivo desta cepa e provavelmente lhe deu uma vantagem extraordinária sobre outras linhagens de V. Cholerae”, disse Jack Bravo, pesquisador de pós-doutorado em biociências moleculares da UT e autor correspondente do artigo. “Também permitiu a defesa contra elementos genéticos móveis parasitas, o que provavelmente desempenhou um papel fundamental na ecologia e evolução desta estirpe e, em última análise, contribuiu para a longevidade desta linhagem pandémica”.
A cólera e outras bactérias, como todos os seres vivos, evoluem através de uma série de mutações e adaptações ao longo do tempo, permitindo novos desenvolvimentos num ambiente em mudança, como a resistência aos antibióticos. Alguns dos impulsionadores da evolução dos micróbios são estruturas de DNA ainda menores, chamadas plasmídeos, que infectam, existem e se replicam dentro de uma bactéria de maneiras que podem alterar o DNA bacteriano. Os plasmídeos também podem consumir energia e causar mutações menos vantajosas para as bactérias.
Através de uma combinação de análises laboratoriais e imagens de microscópio crioeletrônico, a equipe de pesquisa identificou um sistema de defesa único em duas partes que essas bactérias possuem e que essencialmente destrói os plasmídeos, protegendo e preservando assim a cepa bacteriana.
Géis crus e não cortados apresentados neste estudo. Crédito:Natureza (2024). DOI:10.1038/s41586-024-07515-9
A Organização Mundial da Saúde estima que a cólera infecta 1,3 a 4 milhões de pessoas por ano e que entre 21.000 e 143.000 morrem anualmente. A bactéria geralmente se espalha por meio de água e alimentos contaminados ou pelo contato com fluidos de uma pessoa infectada. Os casos graves são marcados por diarreia, vómitos e cãibras musculares que podem levar à desidratação, por vezes fatal. Os surtos ocorrem principalmente em áreas com saneamento e infraestrutura de água potável deficientes.
Embora exista atualmente uma vacina para combater a cólera, a proteção contra sintomas graves diminui após apenas três meses. Com a necessidade de novas intervenções, os investigadores dizem que o seu estudo oferece um novo caminho potencial para os fabricantes de medicamentos explorarem.
“Este sistema de defesa único pode ser um alvo para tratamento ou prevenção”, disse David Taylor, professor associado de biociências moleculares na UT e autor do artigo. “Se pudermos remover esta defesa, ela poderá deixá-la vulnerável, ou se pudermos ativar o seu próprio sistema imunológico contra a bactéria, seria uma forma eficaz de destruí-la”.
O sistema de defesa descrito no artigo consiste em duas partes que funcionam juntas. Uma proteína tem como alvo o DNA dos plasmídeos com notável precisão, e uma enzima complementar fragmenta o DNA do plasmídeo, desenrolando a hélice do DNA que se move em direções opostas.
Os pesquisadores observaram que este sistema também é semelhante a alguns dos complexos CRISPR-Cascade, que também se baseiam no sistema imunológico bacteriano. A descoberta do CRISPR acabou revolucionando as tecnologias de edição de genes que trouxeram enormes avanços biomédicos.
Delisa A. Ramos, Rodrigo Fregoso Ocampo e Caiden Ingram da UT também foram autores do artigo.
