Bactérias oceânicas conseguem passar despercebidas pelo sistema imune humano
Vida oceânica macroscópica na Área Protegida das Ilhas Phoenix (PIPA). Imagem ilustrativa; não mostra bactérias oceânicas. Crédito: Instituto Oceânico Schmidt
Nosso sistema de defesa precisa reconhecer que um microrganismo representa um perigo potencial antes que possa lidar com ele como uma ameaça. Para conseguir fazer isso, as células usam receptores especiais de reconhecimento de padrões que fazem uma identificação geral de classes microbianas com base em certas estruturas moleculares.
Uma dessas estruturas reconhecidas é uma molécula chamada lipopolissacarídeo (LPS), uma longa cadeia de açúcares ancorada às membranas celulares de numerosos tipos de bactérias. Muitos pesquisadores presumiam que nossos corpos pudessem reconhecer versões do LPS produzidas por qualquer tipo de microrganismo, com a exceção de alguns patógenos que evoluíram especificamente para se esquivar e escapar da detecção pelo sistema imune. Mas um novo estudo revela que existem cepas de bactérias de mar profundo cujo LPS é essencialmente invisível para os receptores de reconhecimento de padrões de nossas células.
Em 2017, uma equipe de cientistas se lançou ao mar no navio de pesquisa Falkor, do Instituto Oceânico Schmidt, na Califórnia, rumo à chamada Área Protegida das Ilhas Phoenix (PIPA, em inglês), em Kiribati, uma das maiores zonas de conservação marinha do planeta, localizada na região central do oceano Pacífico.
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Como parte da exploração desse ecossistema, em grande parte ainda intocado, os pesquisadores coletaram bactérias oceânicas de profundidades de até 3 mil metros abaixo da superfície oceânica. Eles cultivaram 50 cepas em um laboratório a bordo do navio e expuseram cada uma delas a células imunes humanas e de camundongos em placas de Petri. As células de defesa só reconheceram o LPS de poucas das novas cepas e reagiram do jeito que fariam no caso de bactérias onipresentes, tais como a Escherichia coli. Mas 80% das linhagens de mar profundo foram completamente irreconhecíveis para um ou ambos os receptores de reconhecimento de padrão detectores de LPS, de um conjunto de dois.
“Acho que o artigo é superempolgante”, diz Sunny Shin, imunologista da Universidadeda Pensilvânia, que não esteve envolvida no estudo. Ela observa que as descobertas vão contra o entendimento prevalente de que esses receptores podem reconhecer qualquer microrganismo estranho. Em vez disso, a pesquisa, publicada em Science Immunology, sugere que receptores de reconhecimento de padrões evoluíram para detectar confiavelmente apenas microrganismos de ambientes familiares.
“Nosso sistema imune certamente tem a necessidade de detectar todos os microrganismos que encontraríamos quando vamos a uma cafeteria da Starbucks”, diz Jonathan Kagan, imunologista do Hospital Infantil de Boston (BCH) e um dos coautores do estudo. Mas, aparentemente, ele não detecta pelo menos alguns microrganismos que vivem em um ambiente que jamais frequentaríamos naturalmente.
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Isso significa que precisamos nos preocupar com a possibilidade de que microrganismos de mares profundos venham a invadir e tomar conta dos nossos sistemas imunes? Provavelmente não. Por exemplo, bactérias oceânicas que prosperam no ambiente frio, escuro e salino das profundezas oceânicas têm poucas chances de conseguirem fazer o mesmo dentro de nossos corpos quentes. E o sistema imune tem muitos outros mecanismos para detectar bactérias invasoras.
Ainda assim, esse estudo poderia conduzir a interessantes aplicações clínicas. Pesquisadores há tempos têm considerado incluir a molécula LPS em vacinas para ajudar a ativar o sistema imune — porém, a resposta imune que ela provoca é tão forte que pode ser uma ideia perigosa. Embora a maioria das bactérias oceânicas das ilhas Phoenix possuíssem variedades de LPS que não desencadearam nenhuma reação, algumas provocaram uma resposta moderada. Kagan diz que essas novas moléculas de LPS podem ser potencialmente usadas como um “ajuste” que permitiria que pesquisadores de vacinas contra o câncer regulem a intensidade das respostas imunes, em vez de só disporem de um “interruptor” que varia entre o zero e o 10.
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O oceano profundo não é um lugar tradicional para fazer pesquisas de imunologia. Esse estudo derivou de uma colaboração entre Kagan, Anna Gauthier, gerente de seu laboratório no BCH, e a ecologista marinha Randi Rotjan, fundadora, copresidente do comitê consultivo científico, diretora e uma das cientistas-chefes da PIPA. Ela planejou uma expedição exploratória, e convidou Gauthier para coletar e caracterizar bactérias de mar profundo ao longo do caminho.
Os pesquisadores estão planejando outra expedição multidisciplinar à PIPA no próximo verão para investigar questões mais pontuais e específicas, incluindo o modo como organismos nativos de mares profundos, tais como corais, respondem às bactérias vizinhas, diz Rotjan. Mas a equipe está aberta a surpresas. “Essa é a beleza da pesquisa básica — você nunca sabe para onde ela irá.”
Stephanie Melchor
Publicado originalmente na edição de julho de 2021 da Scientific American Brasil; aqui em 22/04/2022.
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