Pseudomonas aeruginosa explora defeito imunológico para persistir em pacientes com fibrose cística.
Por Universidade de Cambridge com informações de Science Daily.
Pseudomonas aeruginosa — uma bactéria ambiental que pode causar infecções multirresistentes devastadoras, especialmente em pessoas com doenças pulmonares subjacentes — evoluiu rapidamente e se espalhou globalmente nos últimos 200 anos, provavelmente impulsionada por mudanças no comportamento humano, segundo um novo estudo.
P. aeruginosa é responsável por mais de 500.000 mortes por ano em todo o mundo, das quais mais de 300.000 estão associadas à resistência antimicrobiana (AMR). Pessoas com condições como DPOC (dano pulmonar relacionado ao tabagismo), fibrose cística (FC) e bronquiectasia não-FC são particularmente suscetíveis.
Como a P. aeruginosa evoluiu de um organismo ambiental para um patógeno humano especializado não era conhecido anteriormente. Para investigar isso, uma equipe internacional liderada por cientistas da Universidade de Cambridge examinou dados de DNA de quase 10.000 amostras retiradas de indivíduos, animais e ambientes infectados ao redor do mundo. Seus resultados foram publicados hoje na Science
Ao mapear os dados, a equipe conseguiu criar árvores filogenéticas — ‘árvores genealógicas’ — que mostram como as bactérias das amostras estão relacionadas entre si. Notavelmente, eles descobriram que quase sete em cada dez infecções são causadas por apenas 21 clones genéticos, ou ‘ramos’ da árvore genealógica, que evoluíram rapidamente (adquirindo novos genes de bactérias vizinhas) e então se espalharam globalmente nos últimos 200 anos. Essa disseminação ocorreu provavelmente como resultado de pessoas começando a viver em áreas densamente povoadas, onde a poluição do ar tornou nossos pulmões mais suscetíveis à infecção e onde havia mais oportunidades para as infecções se espalharem.
Esses clones epidêmicos têm uma preferência intrínseca por infectar tipos específicos de pacientes, com alguns favorecendo pacientes com FC e outros indivíduos sem FC. Acontece que a bactéria pode explorar um defeito imunológico previamente desconhecido em pessoas com FC, permitindo que sobrevivam dentro de macrófagos. Macrófagos são células que “comem” organismos invasores, quebrando-os e impedindo que a infecção se espalhe. Mas uma falha previamente desconhecida no sistema imunológico de pacientes com FC significa que, uma vez que o macrófago “engole” P. aeruginosa , ele é incapaz de se livrar dele.
Tendo infectado os pulmões, essas bactérias então evoluem de diferentes maneiras para se tornarem ainda mais especializadas para um ambiente pulmonar específico. O resultado é que certos clones podem ser transmitidos dentro de pacientes com FC e outros clones dentro de pacientes sem FC, mas quase nunca entre grupos de pacientes com FC e sem FC.
O professor Andres Floto, diretor do UK Cystic Fibrosis Innovation Hub da Universidade de Cambridge e do Royal Papworth Hospital NHS Foundation Trust, e autor sênior do estudo, disse: “Nossa pesquisa sobre Pseudomonas nos ensinou coisas novas sobre a biologia da fibrose cística e revelou maneiras importantes de melhorar a imunidade contra bactérias invasoras nesta e em outras condições.
“De uma perspectiva clínica, este estudo revelou informações importantes sobre Pseudomonas. O foco sempre foi em quão facilmente essa infecção pode se espalhar entre pacientes com FC, mas mostramos que ela pode se espalhar com facilidade preocupante entre outros pacientes também. Isso tem consequências muito importantes para o controle de infecções em hospitais, onde não é incomum que um indivíduo infectado esteja em uma enfermaria aberta com alguém potencialmente muito vulnerável.
“Temos muita sorte no Royal Papworth Hospital, onde temos quartos individuais e desenvolvemos e avaliamos um novo sistema de tratamento de ar para reduzir a quantidade de bactérias transportadas pelo ar e proteger todos os pacientes.”
O Dr. Aaron Weimann do Victor Phillip Dahdaleh Heart & Lung Research Institute da Universidade de Cambridge, e primeiro autor do estudo, disse: “É notável ver a velocidade com que essas bactérias evoluem e podem se tornar epidêmicas e como elas podem se especializar para um ambiente pulmonar específico. Realmente precisamos de triagem sistemática e proativa de todos os grupos de pacientes em risco para detectar e, esperançosamente, prevenir o surgimento de mais clones epidêmicos.”
A pesquisa foi financiada pela Wellcome e pelo UK Cystic Fibrosis Trust.
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Referência do periódico :
Aaron Weimann, Adam M. Dinan, Christopher Ruis, Audrey Bernut, Stéphane Pont, Karen Brown, Judy Ryan, Lúcia Santos, Louise Ellison, Emem Ukor, Arun P. Pandurangan, Sina Krokowski, Tom L. Blundell, Martin Welch, Beth Blane, Kim Judge, Rachel Bousfield, Nicholas Brown, Josephine M. Bryant, Irena Kukavica-Ibrulj, Giordano Rampioni, Livia Leoni, Patrick T. Harrison, Sharon J. Peacock, Nicholas R. Thomson, Jeff Gauthier, Jo L. Fothergill, Roger C. Levesque, Julian Parkhill, R. Andres Floto. Evolução e adaptação específica do hospedeiro de Pseudomonas aeruginosa . Science , 2024; 385 (6704) DOI: 10.1126/science.adi0908
