Estudo descobriu que
temperaturas elevadas fazem com que um fungo patogênico conhecido como
Cryptococcus deneoformans acelere a transformação de suas respostas adaptativas
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 lidar 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 da Duke
University School of Medicine descobriu que temperaturas elevadas fazem com que
um fungo patogênico conhecido como Cryptococcus deneoformans acelere a
transformação de suas respostas adaptativas. Isso aumenta o 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 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 soar familiar aos 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 – menos 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. Inspiramos 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. deneoformans. 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°C) 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 nos 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”. (ecodebate)
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