Nosso sistema imunológico consiste em uma rede complexa de células, substâncias químicas e proteínas que nos protegem de doenças e invasores estrangeiros. Uma das partes mais importantes do nosso sistema imunológico é a capacidade dos glóbulos brancos de se multiplicarem rapidamente ao encontrarem uma ameaça, como uma infecção bacteriana. Uma quantidade excessiva dessa resposta imunológica natural pode levar a doenças autoimunes, enquanto uma quantidade insuficiente pode levar a doenças crônicas ou sepse.

Para compreender melhor os mecanismos subjacentes a esta resposta imunitária, investigadores da Universidade de Ciência de Tóquio, em colaboração com o Centro RIKEN para Ciência de Recursos Sustentáveis ​​e a Universidade de Tóquio, estudaram uma espécie de bactéria que oscila naturalmente no tamanho da população – um comportamento semelhante ao de glóbulos brancos no nosso sistema circulatório.

Os pesquisadores descobriram que a população bacteriana foi capaz de manter um equilíbrio oscilante estável sem a necessidade de mecanismos reguladores complexos. Eles usaram modelos matemáticos para demonstrar como as bactérias foram capazes de conseguir isso através de um equilíbrio entre ciclos de feedback positivo e ciclos de feedback negativo.

Esta pesquisa fornece uma visão valiosa sobre como nossos corpos são capazes de manter a homeostase e prevenir explosões populacionais de células imunológicas. Também tem implicações para a compreensão e tratamento do cancro, que se caracteriza pelo crescimento descontrolado de células. Ao compreender melhor como o nosso corpo regula naturalmente o crescimento celular, os investigadores poderão desenvolver tratamentos mais eficazes para o cancro e outras doenças.

A equipe de pesquisa, liderada pelo professor Hiroaki Kashiwagi, da Universidade de Ciências de Tóquio, concentrou-se em uma espécie de bactéria chamada *Caulobacter crescentus*. Esta bactéria oscila naturalmente no tamanho da população, com o número de células aumentando e diminuindo ao longo do tempo em um padrão previsível.

Os pesquisadores usaram modelos matemáticos para investigar os mecanismos subjacentes a essas oscilações populacionais. Eles descobriram que as bactérias foram capazes de conseguir isso através de um equilíbrio entre ciclos de feedback positivo e ciclos de feedback negativo.

Os ciclos de feedback positivo ocorrem quando um aumento em uma determinada variável leva a um aumento adicional nessa variável. No caso de *C. crescentus*, o crescimento da população bacteriana leva a um aumento na produção de um hormônio chamado fator de detecção de quorum. Esse hormônio então estimula o crescimento adicional da população bacteriana.

Os ciclos de feedback negativo ocorrem quando um aumento em uma determinada variável leva a uma diminuição nessa variável. No caso de *C. crescentus*, o crescimento da população bacteriana leva ao aumento da produção de uma proteína chamada Hfq. Esta proteína inibe então a produção do fator de detecção de quorum, que por sua vez retarda o crescimento da população bacteriana.

Os pesquisadores descobriram que o equilíbrio entre esses ciclos de feedback positivo e negativo permitiu que a população bacteriana mantivesse um equilíbrio oscilante estável sem a necessidade de mecanismos reguladores complexos.

Esta pesquisa fornece uma visão valiosa sobre como nossos corpos são capazes de manter a homeostase e prevenir explosões populacionais de células imunológicas. Também tem implicações para a compreensão e tratamento do cancro, que se caracteriza pelo crescimento descontrolado de células. Ao compreender melhor como o nosso corpo regula naturalmente o crescimento celular, os investigadores poderão desenvolver tratamentos mais eficazes para o cancro e outras doenças.

As descobertas da equipe de pesquisa foram publicadas na revista *Physical Biology*.