Praga causadora do cancro cítrico - doença responsável por gerar grandes prejuízos em lavouras de limão e laranja no mundo todo - a bactéria Xanthomonas citri dispõe de um verdadeiro arsenal para competir com outras espécies de bactérias e resistir a predadores naturais, como protozoários (amebas).
A despeito do grande prejuízo econômico gerado pelo cancro cítrico, a capacidade de X. citri de persistir no ambiente ainda é pouco compreendida. Um novo estudo realizado no Brasil, entretanto, amplia a compreensão sobre a expressão gênica que regula os mecanismos de resistência de X. citri a predadores naturais - o que pode fornecer subsídios ao desenvolvimento de estratégias para o combate dessa praga em cultivares infectados.
Pesquisadores ligados ao Instituto de Biologia da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp) e no Instituto de Química da Universidade de São Paulo (USP) demonstraram um até então desconhecido mecanismo de defesa das X. citri contra amebas - principal pressão seletiva de populações bacterianas no ambiente.
O estudo, que contou com o apoio da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo - FAPESP, revelou que o mecanismo está atrelado a um sistema de secreção (do tipo 6, o T6SS) presente em diversas espécies de bactérias, mas que ainda não havia sido caracterizado em X. citri. Trata-se de um complexo de proteínas que atravessa o envelope bacteriano, promovendo a injeção de toxinas dentro da ameba.
"A bactéria X. citri tem vários sistemas de secreção. Esse que estudamos é uma espécie de maquinário contrátil que atravessa o envoltório da bactéria e secreta toxinas ou proteínas para modificar a célula-alvo, nesse caso a ameba", disse Cristina Alvarez-Martinez, pesquisadora do Instituto de Biologia da Unicamp e autora de artigo publicado no periódico científico Environmental Microbiology, em que são descritos alguns dos resultados da pesquisa.
Via de sinalização
Além de demonstrar que o mecanismo permite a resistência à ameba Dictyostelium discoideum, os pesquisadores também descobriram uma nova via de sinalização que controla a expressão dos genes do sistema de secreção em resposta ao contato com a ameba. A via de sinalização também é encontrada em genomas de outras bactérias ambientais, mas ela ainda não havia sido estudada.
"O trabalho descreve um novo mecanismo de regulação da expressão gênica, presente também em outras bactérias do ambiente", disse Alvarez-Martinez.
Os pesquisadores verificaram que a translocação de proteínas ocorre de forma controlada pela bactéria. "No trabalho, demonstramos que a bactéria induz a transcrição dos genes T6SS para a produção do canal de secreção por meio desse novo mecanismo de sinalização que identificamos. O mecanismo de sinalização é ativado em resposta ao contato com a ameba", disse.
Vulnerabilidade induzida geneticamente
Em 2001, a bactéria teve seu genoma sequenciado por meio do programa Genoma-FAPESP, o que permitiu que os genes que codificam o mecanismo de secreção (T6SS) fossem localizados posteriormente. Isso possibilitou que a equipe de pesquisadores da USP e Unicamp modificassem geneticamente a bactéria para que ela parasse de produzir o sistema de secreção do tipo 6.
O estudo apoiado pela FAPESP comparou as duas cepas de bactérias: uma mutante, sem os genes do sistema 6 de secreção, e outra selvagem, sem qualquer modificação genética. Isso permitiu que os pesquisadores observassem que a ameba Dictyostelium discoideum se alimenta com mais eficiência da linhagem selvagem.
"Ao remover esse gene, a bactéria parou de produzir o sistema de secreção. Vimos na comparação que a linhagem selvagem apresentava uma resistência muito maior às amebas, tinha maior sobrevivência do que a nossa linhagem que não tinha o sistema de secreção. Conseguimos demonstrar que existe essa associação fundamental para a sobrevivência das Xanthomonas", disse.
Arsenal bélico
De acordo com Alvarez-Martinez, o estudo reafirma o fato de a X. citri possuir um arsenal de mecanismos - categorizados por "famílias" de sistema de secreção - para resistir ao ataque de competidores no ambiente.
"Muitos desses sistemas foram estudados anteriormente. O sistema de secreção do tipo 3, por exemplo, está diretamente ligado à virulência da bactéria. Eliminando esse sistema, a bactéria não consegue causar a doença do cancro cítrico. Já o sistema de secreção do tipo 4 está envolvido na tarefa de eliminar outras espécies de bactérias competidoras por espaço e nutrientes. O sistema de secreção do tipo 6, que estudamos agora, funciona como um mecanismo de resistência na disputa contra um predador, no caso a ameba", disse o pesquisador apoiado pela FAPESP.
A pesquisadora explica que são necessários ainda mais estudos para compreender totalmente o que acontece nessa disputa entre X. citri e a ameba D. discoideum. "Uma das hipóteses levantadas em nosso estudo é que a ameba pode ser uma espécie de reservatório de bactérias. A Xanthomonas pode matar ou se multiplicar dentro da ameba. O que queremos entender agora é como se estabelece essa relação entre esses dois micro-organismos", disse a pesquisadora.
Independente da hipótese a ser confirmada, uma coisa é certa: o sistema de secreção recém-identificado promove a maior resistência da bactéria, o que poderia ter forte impacto na sua persistência no solo, na folha de limoeiros ou pés de laranja.
"Quanto mais conhecermos os mecanismos que a bactéria usa para resistir às adversidades, mais fácil será interferir na propagação do cancro cítrico. Conhecer o sistema de secreção do tipo 6 pode nos ajudar futuramente a pensar em uma forma de intervenção para barrar o desenvolvimento do cancro cítrico nas lavouras, além de ajudar muito na compreensão da biologia da Xantomonas", disse.
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Journal
Environmental Microbiology