Microbiologia
Cientistas descobrem nova toxina usada por bactérias para eliminar rivais
Estudo detalha como a proteína RhsF altera o RNA de microrganismos competidores, abrindo caminho para o desenvolvimento de tratamentos antimicrobianos inovadores
Microbiologia
Cientistas descobrem nova toxina usada por bactérias para eliminar rivais
Estudo detalha como a proteína RhsF altera o RNA de microrganismos competidores, abrindo caminho para o desenvolvimento de tratamentos antimicrobianos inovadores
Cultura de Chromobacterium violaceum: a cor roxa se deve à produção de um pigmento característico chamado violaceína, que é usado pela bactéria para matar outros microrganismos e tem propriedades antimicrobianas e antitumorais (foto: CEPID B3/divulgação)
Agência FAPESP* – Uma proteína recém-descoberta da bactéria Chromobacterium violaceum, comum em regiões tropicais e capaz de causar infecções graves em humanos, pode ajudar a explicar como microrganismos competem entre si e inspirar novas estratégias de controle bacteriano. É o que indica estudo liderado por brasileiros e publicado este mês (26/07) no Journal of Biological Chemistry.
Para investigar o conjunto de toxinas secretadas por essa bactéria – chamadas de “proteínas efetoras” –, a equipe analisou seu sistema de secreção do tipo VI (T6SS), uma nanomáquina em forma de lança que injeta substâncias em outros microrganismos.
A investigação foi conduzida no Centro de Pesquisa em Biologia de Bactérias e Bacteriófagos (CEPID B3), um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) financiado pela FAPESP.
Os pesquisadores compararam duas linhagens de Chromobacterium violaceum: uma com o T6SS plenamente funcional e outra modificada para inativar esse sistema. O objetivo foi avaliar quais toxinas dependem desse sistema para serem secretadas. Além disso, procuraram proteínas que interagem com componentes-chave dessa estrutura. Os resultados levaram à identificação de vários potenciais efetores do T6SS nessa espécie – entre eles, uma proteína inédita nomeada RhsF. Essa molécula é injetada em bactérias rivais durante a competição intermicrobiana e atua inibindo o crescimento ou levando-as à morte.
Júlia Alves, que realizou o estudo durante o seu doutorado no Laboratório de Regulação da Expressão Gênica e Patogenicidade Bacteriana da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP), explica que, além de caracterizar a proteína, a equipe também descreveu o mecanismo que protege a própria bactéria contra esse tipo de ataque.
“Demonstramos que a RhsF é utilizada pelo sistema T6SS para competir com outras bactérias, identificamos sua proteína de imunidade correspondente e resolvemos a estrutura tridimensional do complexo formado entre as duas proteínas”, conta a pesquisadora. As conclusões mostram ainda que, sem essa toxina, a bactéria se torna menos eficiente na competição, perdendo a capacidade de eliminar concorrentes. “A interpretação mais segura é que a RhsF seja uma toxina especializada em atacar bactérias competidoras”, aponta.
De acordo com José Freire da Silva Neto, também autor do estudo e pesquisador responsável pelo mesmo laboratório da FMRP-USP, a RhsF – assim como as outras toxinas observadas no trabalho – não depende de um agente intermediário para agir, pois é injetada diretamente na célula-alvo. “Isso amplia o espectro de bactérias que podem ser atacadas e torna o sistema particularmente eficiente em ambientes onde coexistem diferentes espécies”, diz.
A diversidade de efetores, ilustrada pelos seis candidatos descobertos, também parece representar uma vantagem para a espécie. “Enquanto um único efetor pode atacar um alvo específico, um conjunto diversificado atua simultaneamente sobre diferentes componentes celulares, comprometendo múltiplos processos e tornando mais difícil que a célula-alvo desenvolva mecanismos de proteção”, acrescenta Freire.
As conclusões do estudo podem repercutir em áreas como ecologia, microbiologia e saúde. “O principal impacto a curto prazo é ampliar nosso conhecimento sobre como as bactérias competem e se organizam em comunidades microbianas, o que é importante, inclusive, em contextos de interação das bactérias que vivem no corpo humano com espécies patogênicas”, ressalta Alves.
Em longo prazo, a descoberta de novos mecanismos de toxicidade pode inspirar estratégias antimicrobianas inovadoras. “A toxina RhsF utiliza um mecanismo pouco explorado, baseado na modificação de RNA, o que pode revelar novos alvos para o controle bacteriano”, afirma. Ela alerta, no entanto, que ainda é necessário aprofundar o entendimento desses mecanismos antes de avançar para aplicações clínicas.
A equipe segue desenvolvendo novas abordagens. “Ainda existem várias perguntas em aberto”, diz Freire. “A principal é identificar exatamente quais moléculas de RNA são modificadas pela RhsF dentro das células-alvo e como essa modificação leva à inibição do crescimento ou à morte bacteriana”, acrescenta. O pesquisador também destaca a necessidade de investigar com mais detalhes o reconhecimento e o transporte da proteína pelo sistema T6SS. Segundo ele, o próprio estudo abriu novas frentes de investigação. “Os outros efetores encontrados ainda não foram caracterizados; eles representam oportunidades para a descoberta de novos mecanismos de ação de efetores até então desconhecidos”, conclui.
O artigo Global identification of Chromobacterium violaceum T6SS effectors reveals an Rhs antibacterial toxin featuring FIX and ADP-ribosyltransferase domains pode ser lido em: www.jbc.org/article/S0021-9258(26)02088-0/fulltext.
* Com informações de Bianca Bosso, do CEPID B3.
Fonte ==> Folha SP
