image: This is a laboratory mouse. view more
Credit: Roberto Keller, IGC.
Esta comunicado está disponível em inglês.
Um dos parasitas mais comuns no mundo é o Toxoplasma gondii. O Toxoplasma pode infetar a maior parte dos animais de sangue quente, incluindo humanos, causando danos significativos em recém-‐nascidos se uma mulher for infetada pela primeira vez durante a gravidez. O ciclo natural do organismo depende de gatos e ratos. Normalmente, a infeção por Toxoplasma não mata o hospedeiro, mas há algumas estirpes mais agressivas ou 'virulentas' que matam os ratos em apenas alguns dias. Jonathan Howard, investigador do Institute for Genetics, Universidade de Colónia (Alemanha), e do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC; Portugal), e a sua equipa descobriram agora um mecanismo que permite que alguns ratos consigam sobreviver a infeções causadas por estirpes virulentas de Toxoplasma. Esta descoberta oferece uma explicação para a evolução de estirpes de parasitas com diferentes níveis de virulência. O estudo foi publicado hoje na revista de acesso livre eLIFE*.
A reprodução sexual do Toxoplasma ocorre apenas em gatos, que libertam enormes quantidades de ovos do parasita nas suas fezes. Estes ovos podem ser ingeridos por animais como ovelhas ou galinhas, mas também por pequenos animais selvagens como é o caso dos ratos. Ao infetar estes animais, o parasita normalmente acaba por se alojar em cistos nos músculos e no cérebro do seu hospedeiro, ficando numa forma dormente durante meses até o seu hospedeiro ser comido por outro animal. Quando um rato é comido por um gato, o Toxoplasma completa o seu ciclo de vida. No caso das estirpes virulentas de Toxoplasma, o resultado da infeção resulta na morte rápida do rato o que pode ser mau para o parasita, porque se o rato morre da infeção antes de ser comido por um gato o parasita não consegue completar o seu ciclo e é eliminado. Assim, as estirpes virulentas deviam estar em desvantagem e ser eliminadas. Mas o facto destas estirpes estarem presentes na natureza sugere a existência de um mecanismo que permite a sua sobrevivência.
A sobrevivência de ambas as partes depende do balanço que é necessário alcançar entre a virulência do parasita e a resistência do seu hospedeiro. Se a resistência for demasiado fraca o hospedeiro morre rapidamente. Quando ratos de laboratório são infetados com uma estirpe não virulenta de Toxoplasma, um grupo de proteínas do sistema imunitário do rato, as proteínas IRG, destrói as vesículas intracelulares onde os parasitas se encontram, matando a maioria e permitindo a sobrevivência do rato. Os parasitas que sobrevivem ficam num estado dormente em cistos no cérebro e músculos. No caso dos parasitas virulentos, eles inativam as proteínas IRG dos ratos de laboratório, que acabam por morrer da infeção. A equipa de Jonathan Howard descobriu que as proteínas IRG de muitas estirpes de ratos selvagens diferem das dos ratos de laboratório e não podem ser inativadas pelas estirpes virulentas. Estes ratos selvagens são extremamente resistentes às estirpes de Toxoplasma virulentas. A elevada resistência dos ratos balança a elevada virulência dos parasitas. Como resultado, os ratos infetados sobrevivem o tempo suficiente para os parasitas formarem cistos e sobreviverem num estado dormente, o que por sua vez dá tempo ao rato para ser apanhadoe comido por um rato. E assim continua a propagação do parasita.
Jonathan Howard explica estes resultados à luz da evolução: "Nós achamos que provavelmente existe uma espécie de 'corrida ao armamento'. O Toxoplasma precisa de infetar ratos eficientemente porque estes são bons vetores para os gatos, mas os ratos desenvolveram proteínas IRG para criar mecanismos de resistência. Quanto melhor for o mecanismo de resistência de IRG, mais forte tem de se tornar o mecanismo de virulência do Toxoplasma. Mas porque é que nem todos os ratos são assim tão resistentes? Nós suspeitamos que manter um sistema de IRG altamente resistente pode ser muito dispendioso para o indivíduo, embora não saibamos porquê. De facto, o sistema IRG desapareceu de vários grupos de vertebrados, talvez porque estes não são hospedeiros importantes para o Toxoplasma. A manutenção de um sistema de IRG altamente desenvolvido no rato provavelmente diz-nos que esta espécie é em termos evolutivos um hospedeiro significativo para o Toxoplasma gondii."
O trabalho experimental deste estudo foi realizado no Universidade de Colónia onde Jonathan Howard tem trabalhado desde 1994. Em Institute for Genetics, da 2012, Howard ornou-se Diretor do Instituto Gulbenkian de Ciência, onde esta investigação continua. Esta investigação foi financiada pelo Deutsche Forschungsgemeinschaft (Alemanha) e pela International Graduate School in Development Health and Disease (Universidade de Colónia, Alemanha).
*Lilue, J., Muller, U.B., Steinfeldt, T. and Howard, J.C. Reciprocal virulence and resistance polymorphism in the relationship between Toxoplasma gondii and the house mouse. eLife 2013;2:e01298. http://dx.doi.org/10.7554/eLife.01298