Pesquisadores da Virginia Tech aprenderam como bactérias manipulam moléculas para infectar o organismo hospedeiro.
Daniel Capelluto e sua equipe de pesquisa descobriram o mecanismo pelo qual o patógeno bacteriano Shigella flexneri, o agente causador da disenteria, manipula a atividade molecular para garantir sua sobrevivência contra as defesas naturais de seu hospedeiro. Suas descobertas foram publicadas recentemente em Estruturaum periódico da Cell Press que apoia o acesso aberto.
“Essa estratégia de infecção pode ser empregada por outras bactérias, tornando esta pesquisa uma base potencial para a compreensão dos mecanismos moleculares subjacentes a várias infecções bacterianas”, disse Capelluto, professor associado de ciências biológicas.
Ao compreender a maneira específica como uma bactéria típica progride, os pesquisadores podem direcionar com mais precisão medidas preventivas que interromperão esse processo.
Para sobreviver, as bactérias infectam um hospedeiro replicando-se, infectando células e, então, saindo dessas células infectadas. Um exemplo típico desse processo é visto na Shigella flexneri, uma bactéria transmitida por água ou alimentos contaminados e que tem como alvo o revestimento intestinal.
Segundo Capelluto, a disenteria é prevalente em países de baixa e média renda, especialmente entre crianças menores de 5 anos, e é responsável por 160.000 mortes no mundo todo a cada ano.
“Patógenos como bactérias infectam células e mudam o metabolismo ou o comportamento da célula que estão infectando para se preparar para sua invasão”, disse Capelluto, um afiliado do Fralin Life Sciences Institute. “A bactéria libera um monte de proteínas diferentes, e essas proteínas começam a bagunçar o hospedeiro para garantir que a bactéria possa sobreviver sob o ambiente hostil.”
As proteínas bacterianas interrompem a homeostase, ou equilíbrio, do metabolismo do hospedeiro, o que causa um ambiente ácido e produz uma grande quantidade de lipídios que geralmente estão presentes em vestígios na célula hospedeira.
Em um organismo saudável, certas proteínas, TOM1 e TOLLIP, servem à função de entregar proteínas de membrana que não são mais necessárias para degradação. No entanto, quando interrompidas por uma infecção bacteriana e sob condições ácidas, TOM1 e possivelmente TOLLIP são sequestradas intracelularmente pela ligação ao lipídio produzido pela bactéria, promovendo a sobrevivência da célula infectada para que a bactéria possa progredir em seu ciclo de infecção.
“Usando ferramentas bioquímicas e biofísicas de alta resolução, identificamos o sítio de ligação lipídica no TOM1 e mostramos evidências de que esse mecanismo impede o TOM1 de desempenhar sua função normal”, disse Capelluto.
Localizar o local onde ocorre a ligação crítica é fundamental para entender essa via de infecção bacteriana e tem o potencial de fornecer informações para desvendar outras vias de infecção bacteriana.
No futuro, Capelluto pretende continuar essa pesquisa em outro nível.
“Seria bom fazer algum tipo de estudo no nível celular, e é isso que planejamos fazer a seguir”, disse Capelluto.
