.
Um grupo pouco conhecido de animais microscópicos passou milhões de anos copiando receitas de antibióticos de bactérias e usando-as para combater infecções, mostramos em um novo artigo. Acreditamos que essa estratégia defensiva incomum pode oferecer atalhos na corrida para desenvolver tratamentos antimicrobianos.
Mais de 1,2 milhões de pessoas no mundo morrem por bactérias resistentes a medicamentos a cada ano. Antibióticos são usados para tratar infecções bacterianas graves. Medicamentos semelhantes chamados antifúngicos tratam infecções causadas por leveduras e bolores, que também estão aumentando.
Juntos, esses produtos químicos antimicrobianos são essenciais para a medicina moderna, mas com o aumento da resistência, a Organização Mundial da Saúde alertou recentemente sobre a necessidade urgente de novos medicamentos.
Como muitos cientistas, estávamos preocupados com a resistência antimicrobiana, mas não achávamos que nossa pesquisa diária tivesse muito a ver com isso. Passamos nosso tempo olhando em microscópios para animais minúsculos, do tamanho de um fio de cabelo. A maioria das pessoas nunca ouviu falar dessas criaturas. Eles têm um nome estranho: rotíferos bdeloides. Pronunciado DELL-oid WROTE-if-furs, significa “animais rastejantes que carregam rodas em suas cabeças”. Eles vivem em todos os lugares do mundo com água doce: em lagoas, riachos e lagos, mesmo onde a água às vezes seca ou congela, como musgo, solo, poças e camadas de gelo.
Cerca de um em cada dez de seus genes foram copiados de diferentes tipos de vida, incluindo bactérias, fungos e até plantas. Para dar uma ideia de quão deslocados esses genes estão em animais, imagine um gato com folhas de grama espalhadas entre seus pelos, ou um cachorro cujo rabo é um cogumelo.
CG Wilson 2024, Fornecido pelo autor (sem reutilização)
Não se sabe de nenhum outro animal que importe genes em tal escala. Pesquisas anteriores descobriram que os rotíferos têm coletado DNA que não lhes pertence há milhões de anos, mas um grande enigma é o que eles estão fazendo com esses milhares de genes roubados.
Roubar genes de outras espécies é chamado de transferência horizontal de genes. É comum em bactérias e, embora seja incomum em criaturas maiores e mais complicadas, mais e mais exemplos estão surgindo. Os cientistas ainda não sabem ao certo como isso acontece, mas os genes transferidos frequentemente realizam funções que dão ao seu novo dono uma vantagem na luta evolutiva pela sobrevivência.
Quando expusemos os rotíferos a uma doença fúngica mortal que os infecta especificamente, descobrimos que eles ativaram centenas de genes roubados para combater a infecção, muito mais do que o esperado por acaso.
Nossa próxima surpresa foi o que esses genes roubados estão fazendo. Os genes mais fortemente ativados pareciam instruções para produtos químicos antimicrobianos que não achávamos que os animais pudessem fazer.
A maioria dos antimicrobianos não foi inventada por humanos. Eles são produtos naturais feitos por bactérias e fungos para lutarem entre si. Imagine uma maçã madura demais no chão. O primeiro ponto de mofo crescerá melhor se puder impedir que outros micróbios se movam, então ele produz produtos químicos para matar a competição. A maioria dos fungos e bactérias tem receitas em seu DNA para esses produtos químicos, e os humanos às vezes podem coletar esses produtos químicos ou produzi-los artificialmente como tratamentos para pacientes, animais e plantações.
Nosso novo estudo mostra que os rotíferos bdeloides escreveram as receitas antimicrobianas em seu DNA. Ao rastrear os padrões de ativação genética, nós os observamos usar uma dessas receitas contra a doença fúngica que os ataca. Os animais que sobreviveram à infecção estavam fazendo dez vezes mais da receita do que os que morreram. Nós olhamos para o DNA dos rotíferos, usando um mapa feito por alguns de nossos colegas. Encontramos mais 30 ou 40 receitas químicas em espera, que parecem diferentes de quaisquer antibióticos conhecidos.
Acreditamos que esses pequenos animais podem ser aliados na busca por antimicrobianos para combater infecções resistentes. Existem centenas de espécies de rotíferos bdeloides, e eles tiveram muito tempo para copiar e testar receitas que os micróbios deixaram por aí.
A maioria dos produtos químicos naturais de guerras territoriais microbianas são venenosos para animais (como aquela maçã mofada). Apenas alguns podem ser transformados em tratamentos, e é difícil e caro dizer quais são seguros. Se os rotíferos já estão produzindo um produto químico em suas próprias células, isso sugere que eles podem ter ajustado ou selecionado a receita para ser mais segura para outros animais, talvez incluindo pessoas.
Rotíferos famintos por sexo
Uma grande questão levantada pelo nosso trabalho é por que os rotíferos são os únicos animais conhecidos por adotar níveis tão extremos de pirataria de DNA. Pode parecer estranho, mas achamos que parte da resposta é que eles não estão fazendo sexo o suficiente.
Ao contrário de outros animais conhecidos, todos os rotíferos bdeloides são fêmeas, sem avistamentos de machos nos 300 anos desde que foram descobertos. As mães rotíferas põem ovos que eclodem em cópias genéticas de si mesmas, sem sexo, esperma ou fertilização.
Copiar a si mesmo dessa forma é uma maneira rápida de aumentar em números, mas geralmente tem um preço alto a longo prazo. Doenças infecciosas estão sempre mudando, como visto recentemente com a COVID. Quando animais e plantas fazem sexo, seus genes são embaralhados em novas combinações, o que ajuda a próxima geração a resistir a doenças. Cientistas acham que organismos que se reproduzem copiando a si mesmos exatamente podem ter problemas, porque se um indivíduo for infectado, a doença pode facilmente se espalhar para todos os outros com os mesmos genes.
Se esse pensamento estiver certo, então os rotíferos famintos por sexo precisam de outras maneiras de controlar doenças. Se eles não conseguem embaralhar facilmente seus próprios genes por meio do sexo, então pegar DNA de outros lugares pode ser uma solução paliativa útil. Isso pode explicar por que um número anormalmente alto de genes roubados respondeu a infecções.
Pode levar décadas para que um novo medicamento obtenha aprovação dos reguladores e apenas uma fração dos tratamentos passa por testes médicos. No entanto, como costuma ser o caso na biologia, estudar criaturas que passaram milhões de anos lutando com problemas semelhantes pode levar a possibilidades surpreendentes.
.
