Pesquisadores da USP desvendaram a estratégia
uada pela Chromobacterium violaceum – encontrada na água e no
solo de regiões tropicais e subtropicais – para aumentar sua capacidade de
replicação e infecção. Descoberta pode dar pistas para novas terapias (foto:
Pete Seidel/CDC)
Pesquisadores da Universidade de São
Paulo (USP) desvendaram a estratégia usada pela bactéria Chromobacterium violaceum para roubar metais como
zinco e ferro do organismo hospedeiro e aumentar, assim, sua virulência. A
descoberta pode dar pistas para a busca de novas terapias.
Encontrado
na água e no solo de regiões tropicais e subtropicais, esse bacilo é
considerado um patógeno oportunista e pode causar abscessos no fígado, no
pulmão e na pele, além de sepses graves em humanos e outros animais. Os
principais sintomas são febre, dor abdominal, lesões cutâneas e formação de
abscessos metastáticos. A via de transmissão mais comum envolve a exposição de
feridas e lesões ao solo e à água contaminados.
Em estudos
conduzidos na Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP), divulgados em
três artigos entre 2019 e 2021, os cientistas mostraram que essa bactéria
subverte a chamada “imunidade nutricional”, que são mecanismos das células para
evitar o acesso aos metais por microrganismos invasores.
No trabalho mais recente, publicado na
revista da American Society for Microbiology,
o grupo mostrou como um complexo de proteínas conhecido como ZnuABC, que
funciona como um sistema transportador de íons de zinco, é crítico para a
virulência de C. violaceum e contribui para
diversos processos fisiológicos dependentes desse metal.
A investigação, feita em parceria com
a Universidade Vanderbilt, no Tennessee (Estados Unidos), teve o apoio da
FAPESP por meio de quatro projetos (18/01388-6, 20/00259-8, 17/03342-0 e 18/14737-9).
“Os três artigos contam uma história,
mostrando o processo de captação de metais dos hospedeiros pela bactéria para
conseguir se multiplicar e como isso é um fator de virulência. O microrganismo
subverte a imunidade nutricional do hospedeiro, conseguindo assim ter acesso
aos metais essenciais para qualquer organismo. Nosso grupo tem sido pioneiro em
investigar os fatores de virulência dessa bactéria”, explica o professor José Freire da Silva Neto,
do Departamento de Biologia Celular e Molecular e Bioagentes Patogênicos da
FMRP-USP e coordenador das pesquisas.
Entender esse processo usado pelo
bacilo é importante para a busca de novas abordagens para o tratamento de
infecções bacterianas, bem como o uso de moléculas que possam diminuir a
virulência do patógeno. Além disso, o conhecimento sobre o “estilo de vida”
da Chromobacterium em certa medida pode ser
extrapolado para outras bactérias, como a Pseudomonas, que
causa infecções oportunistas em pacientes hospitalizados.
“É
possível usar o que descobrimos até agora para buscar moléculas que atuem
nesses sistemas envolvendo zinco e ferro e reduzam a virulência da bactéria. Se
ela não conseguir captar os metais com eficiência, também não será capaz de se
multiplicar”, diz Silva Neto.
Estudos
anteriores já mostraram que essa bactéria é resistente a vários antibióticos,
sendo que os tratamentos que tiveram mais sucesso no controle das infecções
foram com ciprofloxacina e meropenem.
Embora raras, as infecções são caracterizadas
por rápida disseminação e alta mortalidade. Uma compilação de dados registrados
entre 1952 e 2009 apontou 106 pacientes com infecções por C. violaceum. Em trabalho publicado em
2017, do grupo da FMRP-USP, uma atualização sobre os relatos clínicos em
artigos apontou mais 150 casos.
O caminho
Os
pesquisadores mostraram como a bactéria, introduzida em camundongos, emprega o
sistema de captação de zinco (ZnuABC) para superar a limitação desse metal no
hospedeiro.
A inibição de ZnuABC reduziu a
virulência da bactéria nos animais. Além disso, em uma linhagem mutante de
camundongos, com mudanças em ZnuABC, observou-se menor virulência e baixa
capacidade de colonizar o fígado. Ficou demonstrado assim que a captação de
zinco é essencial para a virulência da C. violaceum.
Em artigo publicado em
outubro de 2020, também pela revista American Society for
Microbiology, cujo primeiro autor era o aluno de doutorado Renato
Santos, o grupo da FMRP-USP já havia mostrado o papel do regulador de captação
de ferro (Fur) na fisiologia e na virulência de C.
violaceum.
O importante papel do ferro também foi
demonstrado em outro estudo do grupo, que
teve a aluna Bianca Batista como primeira autora. Este apontou como a bactéria
se utiliza de diferentes sideróforos endógenos (compostos orgânicos que atuam
na captação do ferro e são produzidos naturalmente pelo organismo) para captar
o metal e se estabelecer nos hospedeiros.
O artigo The zinc transporter ZnuABC is critical for the virulence of
Chromobacterium violaceum and contributes to diverse zinc-dependent
physiological processes, dos pesquisadores Renato E. R. S. Santos,
Waldir P. da Silva Júnior, Simone Harrison, Eric P. Skaar, Walter J. Chazin e
José Freire da Silva Neto, pode ser lido em https://journals.asm.org/doi/10.1128/IAI.00311-21.
Luciana Constantino
Agência
FAPESP
https://agencia.fapesp.br/ao-roubar-zinco-e-ferro-do-hospedeiro-bacteria-oportunista-aumenta-sua-virulencia/37101/
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