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A habilidade de Mycobacterium tuberculose (MTB), uma infecção respiratória grave, que forma cordões semelhantes a cobras, foi observada pela primeira vez há quase 80 anos. Em um estudo publicado em 20 de outubro na revista Célulaos investigadores relatam os mecanismos biofísicos pelos quais estes cordões se formam e demonstram como várias gerações de bactérias em divisão se unem para criar estas estruturas que permitem a resistência aos antibióticos.
“Nosso trabalho mostrou claramente que a formação do cordão é importante para a infecção e por que essa arquitetura altamente ordenada pode ser importante para a patogênese”, diz o autor sênior Vivek Thacker, que liderou o trabalho no Instituto de Saúde Global da École Polytechnique Fédérale de Lausannen (EPFL) em Suíça e agora está baseado no Departamento de Doenças Infecciosas da Universidade de Heidelberg, na Alemanha.
O estudo utilizou uma combinação única de tecnologias para abordar o papel da formação do cordão MTB. Um deles era um modelo pulmão-no-chip, que permitiu aos pesquisadores observar diretamente o “primeiro contato” entre o MTB e as células hospedeiras na interface ar-líquido nos pulmões. Isto revelou que a formação de cordão é proeminente na infecção precoce. Os pesquisadores também usaram um modelo de camundongo que desenvolve patologias que imitam a tuberculose humana, permitindo-lhes obter tecido que poderia ser estudado usando imagens confocal e confirmando que o cordão também ocorre no início da infecção. na Vivo.
O trabalho rendeu várias novas descobertas sobre como esses cordões interagem e comprimem o núcleo da célula, como essa compressão afeta o sistema imunológico e as conexões entre as células hospedeiras e as células epiteliais e como a formação de cordões afeta os alvéolos nos pulmões. O estudo também revelou como estes cordões mantêm a sua integridade estrutural e como aumentam a tolerância à terapia antibiótica.
“Há uma compreensão crescente de que estas forças mecânicas influenciam o comportamento e as respostas celulares, mas este aspecto tem sido negligenciado, uma vez que os modelos tradicionais de cultura celular não recapitulam o ambiente mecânico de um tecido”, diz Melanie Hannebelle, anteriormente no Global Health Institute da EPFL e agora na Universidade de Stanford. “Compreender como as forças no nível celular e tecidual ou o apinhamento no nível molecular afetam a função celular e tecidual é, portanto, importante para desenvolver uma imagem completa de como funcionam os biossistemas.”
“Ao pensar no MTB na infecção como agregados e não como bactérias isoladas, podemos imaginar novas interações com proteínas do hospedeiro para efetores conhecidos da patogênese do MTB e um novo paradigma na patogênese onde as forças das arquiteturas bacterianas afetam a função do hospedeiro”, diz Thacker.
A investigação futura centrar-se-á na compreensão se a formação de cordões permite novas funcionalidades aos efetores conhecidos da patogénese do MTB, muitos dos quais estão localizados na parede celular do MTB. Além disso, analisará as consequências da compactação das bactérias dentro do aglomerado e como isso pode levar a um efeito protetor contra antibióticos.
“A terapia antibiótica é a base do tratamento para infecções por tuberculose, mas os regimes terapêuticos são longos e complicados, com uma ameaça crescente de resistência aos medicamentos”, diz Richa Mishra, o outro primeiro autor que está atualmente no Instituto de Saúde Global da EPFL. “Há uma necessidade reconhecida de terapias dirigidas ao hospedeiro ou de terapias que inibam mecanismos de virulência específicos que possam encurtar e melhorar a terapia antibiótica”.
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