As mutações do patógeno aumentam à medida que o calor aumenta, causando preocupação com uma nova infecciosidade.
Por Universidade Duke com informações de Science Daily.
O mundo está cheio de pequenas criaturas que nos acham deliciosos. Bactérias e vírus são os vilões óbvios, condutores de pandemias globais mortais e infecções irritantes. Mas os patógenos com os quais não tivemos que contar tanto – ainda – são os fungos.
Fungos patogênicos (Candida, Aspergillus, Cryptococcus e outros) são notórios assassinos de pessoas imunocomprometidas. Mas, na maioria das vezes, as pessoas saudáveis não precisam se preocupar com eles, e a grande maioria dos fungos potencialmente patogênicos do planeta não se dá bem com o calor de nossos corpos.
Mas tudo isso pode estar prestes a mudar.
Um novo estudo descobriu que temperaturas elevadas fazem com que um fungo patogênico conhecido como Cryptococcus neoformans transforme suas respostas adaptativas em overdrive (aceleramento). O calor aumenta seu número de alterações genéticas, algumas das quais presumivelmente podem levar a uma maior resistência ao calor e outras talvez a um maior potencial causador de doenças.
Especificamente, o calor mais alto faz com que mais elementos transponíveis do fungo, ou genes saltadores, se levantem e se movam dentro do DNA do fungo, levando a mudanças na maneira como seus genes são usados e regulados. As descobertas foram publicadas em 20 de janeiro na revista Proceedings of the National Academy of Sciences .
“É provável que esses elementos móveis contribuam para a adaptação no ambiente e durante uma infecção”, disse a pesquisadora de pós-doutorado Asiya Gusa Ph.D. de Genética Molecular e Microbiologia na Duke School of Medicine. “Isso pode acontecer ainda mais rápido porque o estresse térmico acelera o número de mutações que ocorrem”.
Isso pode tocar um sino para os telespectadores da nova série da HBO “The Last of Us“, onde uma paisagem infernal distópica é precipitada por um fungo adaptado ao calor que assume o controle dos humanos e os transforma em zumbis. “É exatamente desse tipo de coisa que estou falando – tirando a parte do zumbi!” disse Gusa, que acabou de assistir ao primeiro episódio e que se juntará ao corpo docente da Duke como professor assistente ainda este ano.
“Estas não são doenças infecciosas no sentido transmissível; não transmitimos fungos uns aos outros”, disse Gusa. “Mas os esporos estão no ar. Nós respiramos esporos de fungos o tempo todo e nosso sistema imunológico está equipado para combatê-los.”
Os esporos de fungos são geralmente maiores que os vírus, portanto, seu estoque existente de máscaras faciais contra a Covid provavelmente seria suficiente para detê-los. Isso e o calor do seu corpo, por enquanto.
“As doenças fúngicas estão aumentando, em grande parte devido ao aumento do número de pessoas com sistema imunológico enfraquecido ou problemas de saúde subjacentes”, disse Gusa. Mas, ao mesmo tempo, fungos patogênicos também podem estar se adaptando a temperaturas mais altas.
Trabalhando no laboratório da professora Sue Jinks-Robertson, Gusa conduziu uma pesquisa focada em três elementos transponíveis que eram particularmente ativos sob estresse térmico em C. neoformans. Mas existem facilmente outros 25 ou mais elementos transponíveis nessa espécie que poderiam ser mobilizados, disse ela.
A equipe usou o sequenciamento de DNA de ‘leitura longa’ para ver mudanças que, de outra forma, poderiam ter sido perdidas, disse Gusa. A análise computacional permitiu que eles mapeassem os transposons e depois vissem como eles se moveram. “Agora melhoramos as ferramentas para ver esses movimentos que antes estavam escondidos em nossos pontos cegos”.
O estresse térmico acelerou as mutações. Após 800 gerações de crescimento em meio de laboratório, a taxa de mutações transposônicas foi cinco vezes maior em fungos criados à temperatura corporal (37 graus Celsius) em comparação com fungos criados a 30°C.
Um dos elementos transponíveis, chamado T1, tinha tendência a se inserir entre os genes codificadores, o que poderia levar a mudanças na forma como os genes são controlados. Um elemento chamado Tcn12 frequentemente aterrissava na sequência de um gene, potencialmente interrompendo a função desse gene e possivelmente levando à resistência aos medicamentos. E um terceiro tipo, Cnl1, tendia a pousar perto ou nas sequências de telômeros nas extremidades dos cromossomos, um efeito que Gusa disse não ser totalmente compreendido.
A mobilização de elementos transponíveis também pareceu aumentar mais em fungos que vivem em camundongos do que em cultura de laboratório. “Vimos evidências de todos os três elementos transponíveis se mobilizando no genoma do fungo em apenas dez dias após a infecção do camundongo”, disse Gusa. Os pesquisadores suspeitam que os desafios adicionais de sobrevivência em um animal com respostas imunes e outros estressores podem levar os transposons a serem ainda mais ativos.
“Este é um estudo fascinante, que mostra como o aumento da temperatura global pode afetar a evolução dos fungos em direções imprevisíveis”, disse Arturo Casadevall MD, PhD, presidente de microbiologia molecular e imunologia da Universidade Johns Hopkins. “À medida que o mundo esquenta, os transposons em fungos do solo como o Cryptococcus neoformans podem se tornar mais móveis e aumentar as mudanças genômicas de maneiras que podem aumentar a virulência e a resistência aos medicamentos. Mais uma coisa para se preocupar com o aquecimento global!”
O trabalho de Gusa foi auxiliado pela colaboração com os laboratórios Duke, que também estudam fungos, o laboratório Joseph Heitman na escola de medicina e o laboratório Paul Magwene na Trinity Arts & Sciences.
A próxima fase desta pesquisa será olhar para patógenos de pacientes humanos que tiveram uma infecção fúngica recidivante. “Sabemos que essas infecções podem persistir e depois voltar com possíveis alterações genéticas”.
É hora de levar a sério os fungos patogênicos, disse Gusa. “Esses tipos de mudanças estimuladas pelo estresse podem contribuir para a evolução de características patogênicas em fungos tanto no ambiente quanto durante a infecção. Eles podem estar evoluindo mais rápido do que esperávamos.”
Esta pesquisa foi apoiada pelos Institutos Nacionais de Saúde (R35-GM118077, R21-AI133644, 5T32AI052080, 2T32AI052080, 1K99-AI166094-01, R01-AI039115-24, R01-AI050113-17, R01-AI133654-05)
Fonte da história:
Materiais fornecidos pela Duke University. Observação: o conteúdo pode ser editado quanto ao estilo e tamanho.
Referência do periódico :
Asiya Gusa, Vikas Yadav, Cullen Roth, Jonathan D. Williams, Eva Mei Shouse, Paul Magwene, Joseph Heitman, Sue Jinks-Robertson. Genome-wide analysis of heat stress-stimulated transposon mobility in the human fungal pathogen Cryptococcus deneoformans. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2023; 120 (4) DOI: 10.1073/pnas.2209831120
