Os enterococos são micróbios resistentes que se desenvolvem no trato gastrointestinal de quase todos os animais terrestres, incluindo o nosso, e geralmente não causam danos. Mas sua robustez recentemente os tornou as principais causas de infecções resistentes a vários medicamentos, especialmente em ambientes como hospitais onde o uso de antibióticos perturba o equilíbrio natural dos micróbios intestinais.

Portanto, a descoberta de uma nova toxina em uma cepa de Enterococcus está levantando sobrancelhas científicas. Isolado de fezes de vacas coletadas em uma fazenda da Carolina do Sul, o bug foi inesperadamente encontrado para transportar uma toxina semelhante à toxina que causa o botulismo. A descoberta foi relatada em 25 de janeiro no jornal Hospedeiro celular e micróbio .

"Esta é a primeira vez que uma neurotoxina botulínica foi encontrada fora do Clostridium botulinum - e não apenas a toxina, mas uma unidade inteira contendo a toxina e proteínas associadas que evitam que a toxina seja degradada no trato GI, "diz Min Dong, PhD, um cientista do Departamento de Urologia do Boston Children's Hospital e da Harvard Medical School e um dos maiores especialistas mundiais em toxinas botulínicas.

A toxina, apelidado de BoNT / En, é a nona toxina botulínica a ser descrita. (Último agosto, Dong e colegas relataram o oitavo, BoNT / X, feito por C. botulinum e a primeira nova toxina botulínica a ser descoberta em cerca de 50 anos.

Devemos ter medo?

Não, pelo menos ainda não, diz Sicai Zhang, PhD, um pós-doutorado no laboratório de Dong e um dos três primeiros co-autores do novo relatório.

"O isolado enterocócico que carrega a toxina felizmente permanece suscetível aos principais antibióticos, "observa Zhang." Foi encontrado apenas uma vez em um único animal, e nenhum sinal de doença de botulismo foi observado. "

Quando Sicai e seu colega Jie Zhang, PhD, testou a toxina em roedores no laboratório, teve pouco ou nenhum efeito. Somente quando eles manipularam a toxina para atingir melhor os neurônios de camundongos e ratos, ela se tornou potente, desligando a função nervosa e causando paralisia.

O BoNT / En é tóxico para os humanos? O laboratório de Dong agora está testando em neurônios humanos em cultura para descobrir.

Dando o salto

Como essa toxina botulínica pode saltar de uma espécie bacteriana para outra? Equipes lideradas pelos colaboradores de Dong, Michael Gilmore, PhD, na Massachusetts Eye and Ear e na Harvard Medical School, e Andrew Doxey, PhD, na Universidade de Waterloo, descobriram que os genes da toxina botulínica BoNT / En eram transportados por um plasmídeo.

Plasmídeos são estruturas móveis que contêm DNA independentemente dos cromossomos, e pode ser trocado de uma bactéria para outra. Os plasmídeos são bastante comuns em enterococos:na verdade, eles têm sido associados à aquisição de resistência à vancomicina, um antibiótico de último recurso, e transferência de resistência ao temível Staphylococcus aureus.

Essa capacidade de trocar genes é o que preocupa os cientistas. Poderia uma potente toxina de C. botulinum acabar em um multirresistente a drogas E. faecium cepa? Agora parece teoricamente possível.

"Enterococcus é um centro central para transferência de genes dentro do intestino, e isso o torna potencialmente assustador, "disse Dong.

Na fazenda

O laboratório de Gilmore sequenciou a produção de toxinas E. faecium cepa como parte de uma pesquisa muito mais ampla para as origens da resistência aos antibióticos enterocócicos e capacidade de causar doenças.

"Não estávamos procurando uma neurotoxina em E. faecium , "diz François Lebreton, PhD, outro co-primeiro autor do artigo que se especializou em examinar as sequências do genoma desses micróbios. "Não havia razão para suspeitar de sua existência."

Lebreton tem investigado a evolução dos enterococos desde suas origens Paleozóicas comensais até sua ascensão como uma ameaça hospitalar.

“Na agricultura intensiva, antibióticos são administrados a animais de fazenda para promover ganho de peso em instalações frequentemente lotadas. Acreditamos que isso cria um ambiente no intestino do animal que permite que os enterococos resistentes a antibióticos se desenvolvam e entrem em contato com os humanos, "ele explica." Nós sabemos que o altamente resistente a antibióticos E. faecium a cepa que combatemos no hospital está intimamente relacionada às cepas encontradas nos tratos gastrointestinais de animais criados em fazendas. "

Da fazenda ao computador

Digite o bioinformático Andrew Doxey, PhD, cujo laboratório da Universidade de Waterloo é especializado em minerar dados do genoma para descobrir novas toxinas e genes de virulência. Analisando o recém-sequenciado E. faecium genoma, os programas de computador do laboratório detectaram rapidamente a sequência genética da nova toxina botulínica.

"A maneira como descobrimos essa toxina usando métodos computacionais é diferente de como as toxinas costumavam ser identificadas no passado, e pode se tornar uma abordagem padrão em biomonitoramento ", diz Doxey." Representa a colaboração científica e o compartilhamento de dados no seu melhor. "

Uma tempestade perfeita?

A toxina recém-descoberta levanta alguma preocupação de que a toxina botulínica possa aparecer em enterococos resistentes a antibióticos, talvez decorrente da transferência de genes no intestino de um animal que abriga ambos C. botulinum e Enterococcus.

"Esta é uma descoberta única de uma neurotoxina botulínica em uma bactéria que é onipresente em animais e um sério problema para a saúde humana, "diz Lebreton." E. faecium está no intestino de quase todos os humanos; é extremamente difícil e sobrevive a muitos estresses, frequentemente incluindo esforços para desinfetar superfícies de hospitais. Um hospital adaptado, resistente a antibióticos, um inseto difícil de matar que carrega uma neurotoxina seria o pior cenário possível. "

Exatamente que animal essa nona toxina botulínica se destina a visar permanece desconhecido. O laboratório de Gilmore continua a expandir e estudar sua coleção de isolados enterocócicos. "Muito do que sabemos sobre Enterococcus vem das poucas cepas que circulam no hospital, "diz Lebreton." É possível que BoNT / En, ou mesmo outras novas toxinas, aparecerá em outros enterococos isolados da natureza. Nós simplesmente nunca procuramos por isso antes. "