Descobertos novos processos de regulação de infeções bacterianas causadoras de intoxicações alimentares graves

Ana Eulalio


Um grupo de investigadores do Centro de Neurociências e Biologia Celular (CNC) da Universidade de Coimbra (UC) descobriu novos mecanismos moleculares relevantes para a infecção de células humanas por bactérias responsáveis pelo desenvolvimento de intoxicações alimentares graves, de acordo com estudo publicado na conceituada revista Nature Microbiology.


A Shigella e a Salmonella são dois grupos de bactérias responsáveis for intoxicações alimentares, entre outras doenças. Os dois tipos de bactérias estão fortemente relacionados com o desenvolvimento de doenças como disenteria e gastroenterite, bastante comuns e mortais a nível mundial, especialmente em países subdesenvolvidos.

“Estas duas bactérias, a Salmonella e a Shigella, são extremamente relevantes do ponto de vista da saúde pública. Ambas estão associadas com o despoletar de intoxicações alimentares, sendo que a Salmonella é mais prevalente nos países desenvolvidos, e a Shigella em países subdesenvolvidos, onde está associada a uma alta taxa de mortalidade em crianças com menos de 5 anos”, refere Ana Eulálio, líder de grupo no CNC e co investigadora sénior do estudo. “Queríamos tentar perceber mais sobre a interação hospedeiro-patógeno nestas duas espécies, e compará-las entre si, para avaliar pontos comuns e diferenças na infeção com estas bactérias”, conclui a investigadora.

O estudo publicado na revista do grupo Nature teve como objetivo perceber como é que os microRNAs, pequenas sequências de ARN não-codificantes do nosso código genético com um papel regulatório, controlam as diferentes fases do ciclo de vida de Shigella e Salmonella, em particular as fases de invasão e replicação nas nossas células. O ponto de partida para este estudo consistiu na identificação, através de uma análise por microscopia automatizada de larga escala, do papel de cada um dos cerca de 2500 microRNAs do código genético humano nas diferentes fases da infeção destas duas bactérias.

“O papel dos microRNAs na infeção por parte de vários vírus está bastante estabelecido. No entanto, sabe-se ainda pouco acerca do papel destas sequências na infeção por bactérias. A primeira análise permitiu-nos identificar mais de 100 microRNAs com um papel importante nas diferentes fases da infeção por estas bactérias. Mais importante, não avaliámos apenas o microRNA por si, mas sim as respetivas funções celulares que são alvo da sua ação”, adiciona Miguel Mano, também líder de grupo no CNC e co investigador sénior deste estudo. “Esta análise permitiu-nos também determinar que a ação de alguns microRNAs correspondia a um mecanismo de defesa por parte das nossas células, enquanto outros são modulados por parte das bactérias para subverter os nossos mecanismos celulares”, refere o investigador.

De seguida, a equipa de investigadores procedeu à avaliação do papel de alguns destes microRNAs em células epiteliais humanas infetadas com os dois tipos de bactérias. Observaram que no caso de Shigella, os microRNAs 3668, 4732-5p e 6073 previnem o movimento da bactéria dentro da célula e a sua disseminação para células vizinhas. No caso de Salmonella, perceberam que havia uma diminuição do microRNA let-7i-3p por ação da bactéria, com o objetivo de modificar o ambiente no interior de vesículas específicas dentro da célula – os endolisossomas – e assim favorecer a replicação da bactéria e a sua posterior disseminação. Para comprovar esta última observação, os investigadores observaram que num modelo suíno infetado com Salmonella existia também um decréscimo deste microRNA associado com a infeção.

“A identificação dos microRNAs não são o fim da história, mas sim o seu início. A maior parte do trabalho desenvolvido passou pela análise da função, novos alvos e vias dentro da célula reguladas pelos vários microRNAs, assim como o seu impacto na infeção. Observámos dois tipos de impacto diferentes: na Shigella vimos como os microRNAs impediam o movimento da bactéria dentro da célula, e entre células, inibindo a sua disseminação. Na Salmonella observámos que o let-7i-3p regula processos que previnem a replicação da bactéria dentro da própria célula”, adiciona Ana Eulálio. “A validação no modelo suíno de infeção de Salmonella é muito relevante, uma vez que a infeção é muito semelhante à que ocorre em humanos, e que estes animais são naturalmente infetados por esta bactéria”, refere a investigadora.

No futuro, o grupo de investigadores planeia caracterizar o papel dos microRNAs na infeção por outras bactérias, explorando melhor estas sequências no contexto hospedeiro-patógeno. A avaliação das ações reguladas pelos diferentes microRNAs nas infeções causadas por bactérias poderá ser um marco para o desenvolvimento de terapêuticas dirigidas a processos celulares específicos, alvos destes microRNAs.

“O estudo permitiu obter uma lista extensa de microRNAs envolvidos nas diferentes fases da infeção destas duas bactérias. Esta lista está acessível a toda a comunidade científica. Futuramente, será importante aplicar esta metodologia que otimizámos a outras bactérias para conhecermos melhor os mecanismos moleculares e celulares que regulam a interação hospedeiro-patógeno em diferentes bactérias nocivas para a saúde pública”, adiciona Miguel Mano. “A nível terapêutico, ao avaliar quais as ações reguladas por cada microRNA em diferentes fases da infeção bacteriana, podemos desenvolver abordagens específicas contra os novos alvos que identificámos, não para prevenir a infeção, mas sim para diminuir a infeção e a disseminação bacteriana nas nossas células”, conclui.

Além de Ana Eulálio e Miguel Mano, o estudo conta com a investigadora Ana Rita Cruz, ex-investigadora do CNC, como primeira autora, assim como Inês Lopes e Ricardo Silva do CNC. O estudo “Functional screenings reveal different requirements for host microRNAs in Salmonella and Shigella infection” teve ainda a colaboração de investigadores de centros de investigação da Alemanha, Espanha, França e Itália, e poderá ser consultado em

https://doi.org/10.1038/s41564-019-0614-3.



Créditos: Ana Eulálio, João Cardoso e Miguel Mano
Voltar
 
   
Financiado por Fundos FEDER através do Programa Operacional Factores de Competitividade – COMPETE 2020 e por Fundos Nacionais através da FCT – Fundação para a Ciência e a Tecnologia no âmbito do projecto Estratégico com referência atribuida pelo COMPETE: POCI-01-0145-FEDER-007440

© 2020 CNC - Center for Neuroscience and Cell Biology
powered by DigitalWind