bactérias nocivas disfarçadas de glóbulos vermelhos para fugir do sistema imunológico

mesmo células individuais às vezes devem ser mestres do disfarce.

vários tipos de bactérias nocivas, por exemplo, se disfarçam de células humanas para fugir do sistema imunológico, cobrindo suas superfícies com moléculas que se assemelham às nossas. O truque inteligente efetivamente dá aos patógenos “capas de invisibilidade”, diz David Gonzalez, bioquímico e microbiologista da Universidade da Califórnia, San Diego.Agora, Gonzalez e sua equipe descobriram uma nova forma desse mimetismo microbiano que é especialmente macabro. Para evitar ser eliminado pelo sistema imunológico, as bactérias que causam estreptococos na garganta separam os glóbulos vermelhos e depois se vestem nos detritos, como relatado hoje na revista Cell Reports.Quando essa estratégia funciona, as bactérias, chamadas estreptococos do grupo a (estreptococos do grupo a), permanecem ocultas enquanto causam estragos no corpo, mostram os experimentos de ratos do estudo. Mas quando uma proteína nas bactérias responsáveis pelo disfarce sanguíneo é cortada do genoma estreptocócico, os micróbios são deixados expostos, permitindo que o sistema imunológico ataque os patógenos e evite uma infecção potencialmente mortal.

Compreender a biologia por trás do grupo de strep sangrento ato de desaparecimento pode ajudar na busca de novos medicamentos, que “desencobrir as bactérias de modo que eles possam ser efetivamente limpo ou morto”, diz Martina Sanderson-Smith, molecular microbiologista da Universidade de Wollongong, na Austrália, que não estava envolvido no estudo. “Este é um exemplo de ciência da descoberta no seu melhor.”

entre os patógenos, o grupo a strep é uma espécie de canivete suíço. Esses micróbios versáteis podem colonizar a pele, garganta, órgãos genitais e muito mais, e infectam centenas de milhões de pessoas a cada ano. Muitas infecções não progridem mais do que uma erupção irritante ou dor de garganta, mas em circunstâncias mais terríveis, as bactérias podem ameaçar vidas com condições como febre reumática, síndrome de choque tóxico ou doença carnívora.

um microbiologista do Max-Planck-Institute for Infection Biology prepara uma colônia bacteriana da cepa Streptococcus pyogenes, a principal espécie do grupo a strep, em uma placa de ágar-sangue. (Wolfgang Kumm / Aliança de imagens via Getty Images)

embora existam antibióticos contra estreptococos do grupo a, a resistência a alguns medicamentos está crescendo entre as cepas em todo o mundo e nenhuma vacina está disponível comercialmente. Encontrar novos tratamentos para combater esses patógenos, diz Gonzalez, pode prevenir algumas das mais de 500.000 mortes que causam anualmente.

muito de como o grupo a strep consegue superar as defesas do corpo permanece misterioso. Para entender melhor as formas indescritíveis da bactéria, Gonzalez e seu laboratório passaram os últimos anos estudando o conjunto de moléculas produzidas pelo patógeno durante a infecção. Algumas dessas moléculas aderem aos glóbulos vermelhos, incluindo um punhado de proteínas que podem rasgar as células em pedaços.Mas quando os pesquisadores usaram nanopartículas revestidas com pedaços de células sanguíneas como isca, eles capturaram uma nova proteína chamada proteína S. Em vez de separar as células do sangue, essa molécula permitiu que as bactérias se agarrassem aos pedaços deixados para trás.No início, a viscosidade aparentemente inócua da proteína S confundiu Gonzalez e sua equipe. Mas eles logo perceberam que isso poderia permitir que as bactérias passassem como as próprias células que destruíram—o equivalente microscópico de Lobos em roupas de ovelha.

o engano é uma tática incomum, mas eficaz, diz a co-primeira autora Anaamika Campeau, bioquímica do Laboratório de Gonzalez. Para esconder quaisquer características que possam incriminar o grupo a como invasores estrangeiros, os micróbios se emplastram com pedaços de células que o sistema imunológico vê o tempo todo e sabe não atacar, ela explica. “Quando chegamos a essa ideia, tudo se encaixou.”

a interação entre as estreptococos do grupo a e os glóbulos vermelhos era tão forte que as bactérias se tornaram carmesim brilhante quando se transformaram em soluções de sangue humano. As células imunes, abaladas pelo disfarce sangrento, em grande parte não conseguiram capturar e matar os pretensos invasores.

quando os pesquisadores geraram uma cepa mutante da bactéria que não conseguia produzir proteína S, no entanto, ela se esforçou para se disfarçar, ficando apenas levemente rosada na presença de sangue. Os patógenos modificados não enganaram as células do sistema imunológico, que rapidamente engoliram seus alvos.

o estreptococo normal do Grupo A (à direita) fica vermelho brilhante quando é misturado com glóbulos vermelhos, disfarçando-se de células sanguíneas. Grupo a strep faltando s proteína (meio) são apenas levemente rosa. Uma cepa com proteína S adicionada de volta (à direita) parece normal. (Wierzbicki et al. / Relatórios de células 2019)

para testar a potência dos efeitos evasivos da proteína S, os pesquisadores injetaram cada uma das duas cepas bacterianas em camundongos. Enquanto quase todos os animais infectados com estreptococos típicos do grupo a rapidamente perderam peso e morreram, todos os ratos que receberam os micróbios mutantes sobreviveram e permaneceram em um tamanho saudável.

a diferença foi tão marcante que, a princípio, Gonzalez e sua equipe estavam certos de que haviam cometido um erro. Mas mesmo com mais do que a dose letal de bactérias mutantes, ele diz: “Os ratos ainda estavam tão felizes quanto podem ser.”Micróbios que imitam células hospedeiras não são um novo truque biológico”, diz Tiara Pérez Morales, microbiologista molecular da Universidade beneditina que não esteve envolvida no estudo. Mas o novo estudo coloca uma reviravolta na história antiga. “Eles estão vestindo uma fantasia e fingindo que são glóbulos vermelhos”, diz ela. “Acho que não consigo pensar em mais nada parecido.”

a perda de proteína S dificulta tão severamente as bactérias que a molécula pode ser um alvo atraente para novos medicamentos no futuro, diz Sanderson-Smith. Bloquear a atividade da proteína durante a infecção essencialmente deixaria as bactérias no lustre, ajudando as células imunes a identificar e destruir os patógenos.

um resumo gráfico do Streptococcus do grupo a do patógeno camuflado como glóbulos vermelhos. (Dorota Wierzbicki)

Gonzalez espera que os tratamentos à base de proteína S vão além de simplesmente desmascarar o estreptococo do Grupo A. Depois de receber uma dose pesada da bactéria mutante, os ratos começaram a produzir proteínas imunológicas—uma indicação, diz ele, de que a cepa alterada havia alertado o corpo para sua presença sem causar sérios danos. Os micróbios, ao que parece, tornaram-se uma vacina viva.

a equipe então conduziu um experimento final, dosando camundongos com a bactéria mutante ou uma solução salina antes de reinfectá-los com estreptococos normais do grupo a três semanas depois. Enquanto 90% dos animais que receberam solução salina morreram em dez dias, sete dos oito ratos que foram expostos pela primeira vez à cepa mutante foram puxados.

“Que foi emocionante ver”, diz Pérez Morales, acrescentando que os resultados poderiam provar especialmente importante se eles podem ser repetidos em outros membros do gênero Streptococcus, que inclui vários outros patógenos que aparecem também fazer a S proteínas.

mas Pérez Morales e Sanderson-Smith advertem que muito mais precisa acontecer antes que a vacinação humana possa ser considerada. Os micróbios e as células imunes com as quais eles se separam são extremamente complexos e em constante evolução, e o que funciona em camundongos nem sempre se traduz em pessoas. Outros candidatos a vacinas mostraram-se promissores ao longo dos anos, mas encontraram vários obstáculos que os mantiveram fora da clínica.

ainda assim, à medida que a questão da resistência aos antibióticos continua a aumentar em todo o mundo, este estudo destaca a importância de adotar novas abordagens criativas para o tratamento. “Precisamos de alternativas”, diz Pérez Morales. “Não podemos continuar a enfrentar este problema com antibióticos.”

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