sexta-feira, 29 de maio de 2015

Genética de bactérias que causam diarreia pode permitir a criação de uma vacina única contra a doença


Uma bactéria, chamada Escherichia coli enterotoxigênica, causa um grave quadro de diarreia nas pessoas infectadas. Quatrocentos milhões de pessoas sofrem com a doença todo ano, e 400 mil (ou seja, 10 %!) crianças de países pobres morrem em decorrência dela. Entender sobre a biologia dessa bactéria pode então salvar muitas vidas.

Assim, pesquisadores da Suécia, Reino Unido, Alemanha, Japão, Estados Unidos e Finlândia se dedicaram a entender como essas bactérias se tornam causadoras de doenças (ou seja, patogênicas) através do estudo da evolução do seu material genético. Para isso, eles sequenciaram o genoma de mais de 300 isolados dessas bactérias, que foram obtidos de pessoas doentes na Ásia, África e Américas, entre 1980 e 2011. Os resultados obtidos foram então analisados em computadores, permitindo comparar os genomas, agrupar os isolados mais parecidos e reconstruir a história evolutiva das bactérias.

Os cientistas esperavam que essas bactérias se tornassem patogênicas “meio que de uma hora para outra”, recebendo material genético de outras bactérias no ambiente ou incorporando DNA livre que elas encontram por onde vivem. (Pode parecer bizarro, mas, sim, as bactérias podem achar DNA pelo caminho e, se acharem legal, juntar com o seu genoma.) Se isso fosse verdade, os genomas das bactérias analisadas teriam pouca relação entre si. Mas o resultado foi surpreendente.

Na verdade, os pesquisadores descobriram que os isolados são muito mais parecidos do que eles esperavam. As análises evolutivas também indicaram que cinco linhagens dessa bactéria surgiram já há algum tempo, entre 50 e 170 anos, quando o mundo começou a se tornar mais globalizado e ficou mais fácil viajar entre diferentes continentes. Isso mostra que as bactérias têm um genoma e capacidade de causar a doença bem estáveis. Assim, podemos crer que muitos dos isolados que causam diarreia surgiram de um único grupo de bactérias ancestrais.

O fato é que, como seus genomas são parecidos, suas proteínas também vão ser. Assim, pode ser possível desenvolver uma vacina única que proteja as 400 mil crianças que morrem de diarreia todo ano pelos países subdesenvolvidos da maioria das linhagens de bactérias que causam a doença.

Referência

VON MENTZER, A. et al. Identification of enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) clades with long-term global distribution. Nature Genetics, v. 46, n. 12, p. 1321–1326, 2014.

quinta-feira, 28 de maio de 2015

Por que os mosquitos picam as pessoas?


Os insetos que bebem sangue (chamados hematófagos) são responsáveis pela transmissão de diferentes tipos de doenças para os seres humanos. Por exemplo, os barbeiros transmitem a Doença de Chagas, a mosca tsé-tsé transmite a doença do sono na África, os mosquitos do gênero Anopheles transmitem diversos tipos de malária pelo mundo. Nosso mosquito “companheiro” Aedes aegypti é responsável por infectar a população brasileira com vários vírus, como Dengue, Febre Amarela, Chikungunya e o recém-chegado Zika. Mas por que alguns mosquitos preferem picar pessoas e não outros mamíferos? Buscar a resposta para essa pergunta vai além de saciar a curiosidade de um grupo de cientistas; pode revelar uma forma de evitar que os mosquitos nos encontrem e reduzir a transmissão de doenças.

Em 1952, pesquisadores descreveram dois tipos de A. aegypti na região de Rabai, Quênia. Os mosquitos com coloração marrom eram domésticos: entravam nas casas, colocavam seus ovos em recipientes com água no interior delas e gostavam mais de picar pessoas. O outro tipo era preto, com características florestais: viviam nas matas próximas à vila, colocavam ovos em recipientes naturais como troncos de árvores ocos e preferiam picar outros animais a humanos. Recentemente, cientistas americanos, suecos e do Quênia voltaram lá para investigar essa questão. Mesmo depois de 50 anos, os dois tipos de mosquitos ainda podiam ser encontrados, com as mesmas características descritas. Os pesquisadores coletaram exemplares dos dois tipos de mosquitos e criaram os insetos no laboratório.

O primeiro comportamento testado foi a preferência dos mosquitos pelo o que picar. Como descrito na década de 1950, os mosquitos domésticos preferiam picar pessoas a porquinhos-da-índia, enquanto os da floresta tinham preferência oposta. Mas por quê?

Os cientistas então compararam os genes ativos nas antenas, que são responsáveis por sentir os cheiros nos insetos, dos dois tipos de mosquitos, e descobriram que os mosquitos domésticos tinham uma maior atividade de gene da família de receptores olfativos, em especial o gene OR4. Os receptores olfativos são responsáveis por detectar moléculas específicas no ar e transmitir essa informação para um neurônio. O cérebro então entende essa informação como um cheiro. 

Os pesquisadores foram então investigar o que o OR4 tinha de especial. Eles descobriram que esse receptor olfativo é ativado pelo composto sulcatona, uma molécula presente em altas concentrações no odor humano quando comparado a outros animais. Como os mosquitos que preferem picar pessoas tem esse gene mais ativo, isso explicaria esse comportamento. Além disso, os cientistas também descobriram que existem diferentes “tipos” do gene OR4, cada um com pequenas modificações, de modo que o gene ainda produz o mesmo receptor, só que ligeiramente diferente (em genética, eles são chamados de “alelos gênicos”). Alguns desses alelos geravam receptores OR4 mais sensíveis, capaz de detectar sulcanota mais facilmente. Esses receptores mais sensíveis também estavam ligados à preferência dos mosquitos em procurar humanos para se alimentar.

Esses resultados mostram como pequenas diferenças genéticas podem mudar o comportamento de uma espécie e alterar o curso evolutivo. Porém os pesquisadores deixam claro que o OR4 da antena dos mosquitos e a sulcatona no nosso odor não são os únicos atores em cena; mesmo se um porquinho-da-índia for borrifado com sulcatona, os mosquitos domésticos ainda preferem picar pessoas. Ou seja, ainda existem moléculas e proteínas escondidas atrás das cortinas esperando para serem descobertas.

Referência

MCBRIDE, C. S. et al. Evolution of mosquito preference for humans linked to an odorant receptor. Nature, v. 515, n. 7526, p. 222–227, 2014.