Victor Correia*
postado em 15/05/2018 06:00
Incontáveis soldados estão enfileirados lado a lado para combater o inimigo. Iniciada a batalha, os guerreiros da linha de frente são os primeiros a lutar e passam mensagens sobre o andamento da guerra para trás, até que todos os indivíduos estejam envolvidos no combate. Essa organização vem sendo usada em inúmeros confrontos ao longo da história. Os soldados, porém, nem sempre são humanos. Um estudo recente descobriu que bactérias têm a capacidade de detectar e reagir de forma coordenada à presença de inimigos, como exércitos se enfrentando em um campo aberto.
A descoberta foi publicada na revista Current Biology por pesquisadores da Universidade de Oxford, no Reino Unido. Segundo o estudo, bactérias da espécie Escherichia coli, que faz parte da flora intestinal humana, usam diferentes estratégias para atacar ou se defender de outras colônias. Podem, por exemplo, produzir toxinas em pequena quantidade para evitar ataques. Porém, ao detectar competidores, células dos micro-organismos da linha de frente aumentam a produção da substância tóxica e avisam aos que estão atrás sobre a ameaça, até que a mensagem atinja toda a colônia. Dessa forma, o grupo consegue fazer ataques em massa rapidamente.
Esse comportamento ainda não havia sido observado em bactérias e, segundo os pesquisadores, se aplica a outras espécies desse micro-organismo. Para a esquipe, a descoberta pode aumentar o entendimento sobre como as infecções se espalham e ajudar no desenvolvimento de novas formas de tratamento. ;De uma perspectiva evolucionária, podemos pensar que diferentes estratégias de combate evoluem nas bactérias e investigar por que uma em particular é benéfica para a sobrevivência e a reprodução delas;, explica Kevin Foster, principal autor do estudo.
Para observar esse comportamento, Foster e colegas modificaram bactérias a fim de que passassem a exibir uma forte coloração verde quando produzissem colicina, uma toxina usada pela espécie Escherichia coli durante competições com outras colônias. Dessa forma, os combates microscópicos foram assistidos pelos cientistas em tempo real. A equipe detectou que, em geral, as bactérias agrupadas se mostraram mais agressivas quando havia mais competição, e mais reativas em ambientes tranquilos.
A produção regular de colicina em pouca quantidade deixa a colônia menos vulnerável a ataques, segundo os pesquisadores. Porém, requer um sacrifício de células e recursos quando surgem situações de ameaça. ;Competir é algo que acontece no mundo microcelular assim como acontece com os vertebrados. Um leão, por exemplo, expulsa outro que esteja procurando pelas mesmas fêmeas, pelo mesmo território;, ilustra Luis Caetano Antunes, pesquisador do Centro de Referência Hélio Fraga, da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz).
No caso da Escherichia coli, com menos competidores, é possível ter acesso a mais alimentos e a um território maior. Para usufruir desses benefícios, portanto, não é preciso desperdiçar recursos produzindo toxinas. ;A pesquisa chama a atenção pela aplicação de técnicas experimentais avançadas que permitem observar individualmente as células, chamadas single-cell technologies, e sua habilidade de produzir e secretar compostos. É uma abordagem muito interessante, que revela aspectos importantes, desconhecidos até então;, avalia Rossana Melo, professora do Laboratório de Biologia Celular da Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF).
Segundo Rossana Melo, apesar de as bactérias serem imaginadas como seres simples, pesquisadores têm encontrado comportamentos complexos (veja o Para saber mais) entre elas. A professora da UFJF orientou um doutorado, mostrando que células bacterianas podem programar a própria morte, algo que até então só era visto nas células de organismos multicelulares. O trabalho de autoria de Thiago Pereira da Silva foi defendido em julho passado. ;As descobertas sobre o comportamento de bactérias permitem entender o papel desses micro-organismos em situações diversas. Isso é importante tanto para combater doenças quanto para aplicar o seu potencial em benefício humano;, ressalta a orientadora.
Novos caminhos
Professora do Departamento de Biologia Celular da Universidade de Brasília (UnB), Tatiana Amabile ressalta que conhecimentos do tipo podem ter importante aplicação clínica. ;Essa descoberta pode ser importante para o futuro. Se conseguirmos, por exemplo, descobrir como bloquear o sinalizador das bactérias, podemos até parar o crescimento de uma infecção;, diz, referindo-se ao trabalho britânico. ;Acho que essa pesquisa abre um caminho interessante com pesquisas atuais, mostrando que a microbiota intestinal pode influenciar até em doenças neurológicas.;
Kevin Foster sinaliza alguns desafios a serem vencidos nessa batalha do conhecimento. ;Existe um grande esforço atual para entender o que permite que espécies probióticas e patogênicas invadam e sobrevivam nos órgãos humanos. Precisaremos entender como bactérias usam suas toxinas e outras armas para entender porque algumas espécies são bem-sucedidas e outras não.;
* Estagiário sob supervisão da subeditora Carmen Souza.
Para saber mais
Ação coordenada
Segundo Luis Caetano Antunes, pesquisador do Centro de Referência Hélio Fraga, da Fundação Oswaldo Cruz (Fiocruz), as bactérias já foram imaginadas como seres completamente individualistas. ;A partir da década de 1960, isso começou a mudar. Descobriu-se que elas secretam e detectam moléculas e modificam seu comportamento. Principalmente na última década, esse conhecimento evoluiu ainda mais.;
Entre os vários grupos que trabalham nessa área está o liderado pela professora Rossana Melo, do Laboratório de Biologia Celular da Universidade Federal de Juiz de Fora. Os pesquisadores usam, entre outros equipamentos, microscópios eletrônicos de transmissão para observar, com alta resolução, o comportamento de bactérias em situações de estresse. Um dos estudos do grupo foi publicado em 2016 na revista Microbiological Research e mostrou que bactérias em ambientes aquáticos podem embalar substâncias, como materiais genéticos, em pequenos pacotes e enviá-los a longas distâncias, aumentando as chances de sobrevivência.