«

»

out 21

Brilha, brilha, bacteriazinha

Elas fazem de tudo. Dominam seu corpo, sua alimentação e até o seu humor. Interferem no seu metabolismo e na sua suscetibilidade a doenças. Curam concreto e degradam hidrocarbonetos.  Produzem medicamentos, café e chocolate. Realmente, as bactérias são incríveis. Só falta falar. Ou não?

Bactérias falam? A resposta, caro leitor, é sim, embora provavelmente elas não cultivem o hábito de fofocar ao tomar um cafezinho – mas elas chegam lá! Bactérias se comunicam, e algumas fazem isso de forma brilhante, no sentido mais literal possível.

300px-Bobtail_squidSob as ondas do Havaí vive uma espécie de lula chamada Euprymna scolopes, que brilha no escuro – veja foto ao lado. Como ela faz isso? Graças à simbiose que mantém com uma bactéria marinha chamada Vibrio fisheri. Essa bactéria é bioluminescente, ou seja, capaz de produzir luz. Mas ela só faz isso quando sua população aumenta. E o que isso tem a ver com a comunicação?

O sistema de bioluminescência de V. fisheri é um tipo de sistema de “quorum sensing”. Esse tipo de sistema depende de uma concentração mínima – quórum – de bactérias para funcionar. Existem diversas bactérias dessa espécie livres no oceano, mas somente as que estão dentro da lula emitem luz. Por que isso ocorre?

Antes de brilhar, elas precisam conversar. As bactérias produzem normalmente uma molécula difusa conhecida como homoserina lactona ou HSL. Essa molécula, que também é chamada de auto-indutor (AI), passa livremente pela membrana da bactéria, transitando entre o seu meio interno e o meio externo. Quando as bactérias estão livres no oceano, sua concentração é baixa, em torno de 102 /mL. Dentro da lula, no entanto, essa concentração atinge 1011 /mL. É muita bactéria no mesmo lugar. Algo como uma mega liquidação na 25 de março. Nesse caso, a molécula difusa – AI – se acumula também no INTERIOR da célula. Lembre-se de que ele transita livremente pela membrana. Mas se tem uma quantidade enorme do lado de fora em um espaço limitado, ele vai entrar nas bactérias e se acumular lá dentro. Imagine aquele bando de mulheres entrando e saindo das lojas na 25 de março. A população de mulheres vai aumentando até que chega um momento em que elas se acumulam DENTRO das lojas e não só nas ruas.

Natural_QS_V.fischeriUma vez do lado de dentro, o AI aciona os genes responsáveis pela bioluminscência, como podemos ver no esquema ao lado. O gene luxR assume sua forma ativa quando ligado ao AI, e ativa o operon luxICDABE, que é um conjunto de genes responsável pela produção da enzima luciferase, a qual transforma energia química em energia luminosa. É a mesma enzima encontrada no vaga-lume. LuxR também ativa o gene luxI, responsável pela síntese do próprio indutor, mantendo assim o sistema sempre ativo. Mas o sistema sempre depende de ter muitas bactérias conversando. A “conversa” delas é a comunicação pelo indutor. Está certo que deve ser meio enfadonho ter um assunto só, mas isso mostra que bactérias podem ser sociais! Além de lindas, claro.

Mas qual a vantagem disso para a lula? Graças à luz emitida pelas bactérias, a lula evita projetar sua sombra no fundo do oceano sob a luz da lua, e assim evita ser vista por possíveis predadores. Aparentemente os predadores enxergam a sombra da lula, mas não ligam para uma lula piscando.

E qual a vantagem para a bactéria? Ela ganha um local rico em nutrientes para viver. E a relação com Euprymna scolopes é de uma fidelidade absoluta. Na ausência de V. fisheri, nenhuma outra bactéria é capaz de colonizar a lula. Provavelmente porque ela não gostou do assunto das outras…

O sistema de quorum sensing foi descoberto em Vibrio fisheri, mas já foi detectado também em inúmeras espécies patogênicas, dando mais um exemplo da importância da pesquisa básica. No caso das bactérias patogênicas, muitos genes de virulência só são expressos quando a concentração de bactérias atinge um mínimo. Qual a vantagem disso? Imagine que você é uma bactéria entrando no hospedeiro. Você não quer que o sistema imune do hospedeiro te encontre, porque sozinha você é uma presa fácil e provavelmente será morta. Então você passeia por lá como quem não quer nada, sem mostrar nenhuma arma (fator de virulência, como capacidade de adesão a tecidos, formação de biofilmes ou produção de toxinas, por exemplo). Quando você encontra um grande número de amigas, todas gritam ao mesmo tempo “ATACAR” e mostram suas armas! Essa comunicação entre as bactérias permite “enganar” o sistema imune e só colonizar o organismo quando a população estiver grande o suficiente.

A descoberta desse sistema permite o estudo de novas estratégias para desestabilizar uma população de bactérias, sem ter que recorrer aos antibióticos. Ao interferir no sistema de quorum sensing, poderíamos impedir a expressão de fatores de virulência. Em um momento em que a resistência aos antibióticos está se tornando um problema, eu diria que o método veio bem a calhar.

E tudo começou com bactérias marinhas que vivem dentro de uma lula. E falam. E brilham no escuro.  

 

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC205046/pdf/jbacter00020-0013.pdf

 

http://jb.asm.org/content/182/7/1779.full

 

1 comentário

  1. Gabriel

    Natália, a molécula HSL, em altas concentrações, ativa o gene LuxR. Este ativa um grupo de genes, LuxICDABE. Estes fazem com que a enzima luciferase seja produzida. Esta produz luz.
    A molécula HSL, em baixas concentrações, não consegue ativar o gene LuxR e assim por diante.

    Por que estas bactérias, quando estão livres no oceano, produzem a molécula HSL?

Deixe uma resposta

O seu endereço de e-mail não será publicado. Campos obrigatórios são marcados com *

Você pode usar estas tags e atributos de HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

Time limit is exhausted. Please reload CAPTCHA.