Cientistas bisbilhotam a “conversa” entre bactérias

Traduzido de: Scientists Eavesdrop on Bacteria Conversation

A descoberta de como as bactérias se comunicam entre si pode levar a novos tipos de antibióticos e a meios de melhorar o desempenho das bactérias “amigas”

Photo showing a petri dish swabbed with a culture of bioluminiscent  marine bacteria.

No lado esquerdo desta Placa de Petri aparecem quatro moléculas de RNA que controlam o sentido de quorum dessas bactérias.
Créditos e imagem ampliada

30 de junho de 2010

Por Raima Larter, National Science Foundation, [email protected]

Bonnie Bassler passa seus dias escutando as bactérias conversando entre si e o que ela ouviu, pode lhe surpreender.

Acontece que esses minúsculos organismos unicelulares estão fazendo uma chamada. Cada conversa sussurada é uma tentativa de contar quantas delas de um mesmo gênero estão presentes, antes de tentarem montar um ataque contra o organismo hospedeito que pode muito bem ser o seu corpo.

Como Bassler explica, as bactérias “são pequenas demais para causar um impacto no ambiente se agirem como indivíduos isolados”. No entanto, o que elas não tem em tamanho, tem nos números. Enquanto nosso corpo contem cerca de um trilhão de nossas próprias células, nós tambem somos hospedeiros para 10 trilhões de células bacterianas que moram em nossa pele ou no interior de nossos órgãos.

Embora nem todas essas bactérias sejam nocivas para nós, algumas são invasoras que querem nos causar mal, e quando os números das bactérias – de cólera, por exemplo – aumentam até um nivel crítico, se cuide! – esse bate-papo pode se tornar em um ataque coordenado onde as bactérias de cólera começam a liberar toxinas a uma. 

As bactérias se comunicam por meio de uma linguagem química, liberando pequenas moléculas no meio circundante que podem ser detectadas por receptores na superfície das outras células bacterianas. Quando um nivel crítico de moléculas sinalizadoras é atingido, cada batéria isolada sabe que um número suficiente de suas amigas está por perto para entrar em ação. Esse processo é conhecido como sentido de quorum.

O trabalho de Bassler sobre a comunicação entre bactérias nasceu de seu interesse em saber como as informações fluem entre as células de nossos próprios corpos. “Se pudermos entender as regras ou paradigmas que governam o processo entre as bactérias”, argumenta ela, “o que aprendermos pode ser válido para organismos mais complexos”.

Muito embora o sentido de quorum seja usado por bactérias virulentas para infectar seus hospedeiros, ele tambem é usado por outros micróbios mais benignos para ações coordenadas. Um exemplo vívido ocorre dentro da Lula “de Cotoco” Havaiana (Hawaiian Bobtail Squid), que caça à noite usando uma luz produzida dentro de seu próprio corpo. Na verdade, a luz não é criada pela lula, mas por uma massa de microorganismos marinhos luminescentes, conhecidos como Vibrio fischeri, que a lula carrega consigo.

Cada bactéria V. fischeri produz sua própria luz, mas o brilho seria tão tênue que seria indetectável, de forma que o micróbio fecha seu maquinismo produtor de luz quando o número de bactérias presentes é pequeno. Dessa forma, ela pode armazenar suas moléculas geradoras de luz até que um número suficiente de irmãs esteja presente para produzir uma luz brilhante e bem visível.

A tripulação de bactérias luminescentes da lula cresce e se multiplica durante o dia dentro do corpo da lula, enviando, de vez em quando, sinais químicos para realizar um recenseamento. Com o cair da noite, a população atinge um nivel significativo para a produção de uma intensidade de luz visivel. Quando esse ponto é atingido, a população de bactérias V. fischeri  liga simultaneamente sua aparelhagem de iluminação e a lula brilhante sai para caçar.

Uma vez que micróbios virulentos, tais como a bactéria Vibrio cholerae que causa a doença chamada cólera, depende do sentido de quorum para coordenar seu ataque a nossos corpos, o trabalho de Bassler está ajudando os cientistas a projetarem novos tipos de antibióticos.

As novas drogas funcionariam bloqueando ou a liberação das moléculas de sinalização de quorum, ou desativando seus receptores – em outras palavras, tornando as bactérias surdas ou mudas. Assim, as bactérias jamais saberiam se o número delas presentes é o suficiente para começar a emissão de toxinas, de forma que a infexção é evitada.

Essa maneira de interferir na comunicação das bactérias, constituiria uma classe de antibióticos inteiramente nova, o que poderia particularmente bom para lidar com bactérias resistentes a antibióticos que surgiram ultimamente.

E, além de atrapalhar as bactérias nocivas como a V. cholerae, Bassler sugere que suas descobertas sobre o sentido de quorum podem ser úteis para melhorar o desempenho das boas bactérias existentes em nosso corpo, tais como aquela em nosso instestino que auxilia a digestão de alimentos. Ela acredita tambem que a compreensão dos mecanismos de comunicação das bactérias pode levar a uma compreensão mais profunda de como a vasta rede de células e nossos corpos trabalha como um todo integrado.

Nossas células usam um mecanismo de comunicação muito semelhante ao sentido de quorum. Algumas das células de nosso corpo liberam sinais químicos, tais como hormônios ou neurotransmissores, que são detectados por outros tipos de células através de um processo espantosamente semelhante ao das bactérias quorum-sensíveis. Essa comunicação química é, na verdade, usada por nossas células para se manterem organizadas – nós jamais vemos células cardíacas ficando confusas e agindo como células da pele ou dos rins, por exemplo.

E é aos mais humildes organismos – bactérias – a quem devemos agradecer por essa complexa sinfonuia de sinais químicos que mantem as células de nosso corpo oranizadas por local e função. Nosso corpo funciona como um todo integrado graças a um simples processo de comunicação química, desenvolvido há muito tempo por pequeninas criaturas por uma simples razão: contar “cabeças” e descobrir quantos amigos havia nas vizinhanças.


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Discussão - 4 comentários

  1. João Carlos disse:

    “Spams” como este são bem vindos!

  2. No Ano Internacional da Biodiversidade, o Museu Exploratório de Ciências (MC) da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) realiza no dia 12 de agosto, em Campinas, o fórum “Biodiversidade em perspectiva: patrimônio genético, patentes e pirataria”. Afinal, a quem deve pertencer os royalties das descobertas científicas no Brasil e no resto do mundo?
    O evento é gratuito e acontece no Auditório do Centro de Convenções da Unicamp (CDC) das 9 às 17 horas. Podem participar pesquisadores, professores, estudantes e demais interessados no assunto. As inscrições devem ser realizadas no site http://www.cgu.unicamp.br até o dia 10 de agosto.

  3. Jhony disse:

    No mínimo muito intrigante quanto a forma de organização. Gostei da matéria.

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