Pesquisadores da USP descobrem como salmonela ataca a microbiota intestinal

Há milhões de anos, as bactérias competem entre si para sobreviverem. Elas se utilizam de diferentes estratégias para tentar matar suas concorrentes e assim garantir alimento para se proliferarem. A Salmonella, bactéria da família das Enterobacteriaceae que causa intoxicação alimentar, usa toxinas com essa finalidade contra membros da microbiota intestinal. Faltava, no entanto, descobrir quais eram essas toxinas e como elas atuam - feito que coube a pesquisadores do Instituto de Ciências Biomédicas (ICB) da USP.

Publicada na revista científica eLife, a descoberta abre caminho para um novo alvo de terapia contra a salmonelose - doença que ataca o aparelho gastrointestinal e é uma das principais causadoras de infecções alimentares no mundo. De acordo com Ethel Bayer Santos, jovem pesquisadora da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp) e coordenadora do laboratório responsável pelo estudo, situado no Departamento de Microbiologia do ICB, foram caracterizadas quatro toxinas, denominadas TseVs, que nunca haviam sido estudadas.

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"As toxinas possuem regiões de proteínas que geralmente são encontradas em enzimas que atuam no reparo de DNA [momento no qual a célula identifica e corrige os danos das moléculas de DNA]. No entanto, em vez de reparo, as toxinas causam dano no DNA, e atacam ele no momento da sua replicação, quando são formadas estruturas em formato de Y", explica.

Elas são disparadas pelo sistema de secreção do tipo 6, que são grandes complexos de proteínas, em formato de uma lança contrátil, que se encontram na membrana das bactérias. A Salmonella encosta na membrana da competidora e libera as toxinas dentro dessas células, eliminando a competição e ficando livre para infectar as células do intestino do hospedeiro. "Já havia sido mostrado que Salmonella pode intoxicar os membros da microbiota, mas é a primeira vez que foi descrita uma toxina antibacteriana que tem como alvo estruturas específicas de DNA", explica Bayer Santos.

As infecções pela Salmonella ocorrem principalmente por causa de alimentos contaminados, seja pela ingestão de carnes e ovos crus ou malpassados, pela manipulação dos alimentos sem a devida higienização ou contaminação cruzada. As infecções em humanos são causadas por sorotipos de Salmonella enterica, sendo mais comuns S. Enteritidis e S. Typhimurium.

A contaminação geralmente causa gastroenterite, doença caracterizada pela inflamação e irritação no sistema digestivo, ocasionando sintomas como diarreia, dor abdominal, cólicas, náuseas e vômitos. No entanto, novas cepas que surgiram na África mostraram-se invasivas, afetando outros órgãos e causando infecções sistêmicas, que podem ser fatais.

"Ao entender como essas toxinas afetam a microbiota, talvez possamos vir a ter um novo medicamento probiótico que possa promover resistência à infecção por esses patógenos, auxiliando na prevenção e melhora dos pacientes."

Microscopia e bioinformática

Nos estudos in vitro, os pesquisadores observaram os ataques na dupla fita de DNA em dois ensaios de microscopia. "Observamos as bactérias crescendo e competindo umas com as outras, depois contamos quantas sobreviveram e se era possível ter mutações que possibilitassem sua adaptação. Vários fragmentos de DNA também foram sintetizados artificialmente para verificar em quais estruturas aconteciam os ataques", detalha Julia Hespanhol, mestranda em microbiologia e uma das responsáveis pela pesquisa.

Além da microscopia, foram empregadas técnicas de bioinformática para encontrar outras bactérias que têm sequências de toxinas similares em seus genomas. "Nossas descobertas podem ser aplicadas a outros grupos de bactérias, como as Pseudomonas [causadoras da fibrose cística] e outras enterobactérias [bactérias da mesma família da Salmonella]", destaca Daniel Sanchez, doutorando em microbiologia pelo ICB que também participou do estudo.