Pesquisadores da Universidade de Basileia descobriram que as bactérias podem detectar ameaças antecipadamente através de um sinal geral de perigo. As bactérias detectam quando as células próximas estão morrendo e formam proativamente um biofilme protetor. Compreender como as bactérias comunicam e respondem às ameaças é crucial para combater infecções.
As bactérias estão constantemente envolvidas numa luta pela sobrevivência, enfrentando ameaças de células imunitárias, antibióticos ou fagos – vírus que apenas infectam bactérias. Ao longo da evolução, as bactérias desenvolveram inúmeras estratégias para se protegerem de tais perigos. Mas como é que as bactérias detectam ameaças potenciais no seu ambiente e iniciam medidas de protecção?
Sinal de perigo: fragmentos da parede celular
Em seu estudo recente, pesquisadores liderados pelo Prof. Knut Drescher do Biozentrum, Universidade de Basileia, descobriram que fragmentos da parede celular bacteriana, os chamados peptidoglicanos, servem como um sinal de alarme indicando perigo no meio ambiente.
“Essas moléculas atuam como um sinal de perigo geral reconhecido não apenas por membros da mesma espécie, mas também por bactérias de espécies diferentes”, diz Drescher. “Os peptidoglicanos são liberados quando as bactérias são mortas por fagos ou antibióticos”.
Mecanismo de proteção: Formação de biofilme
As bactérias respondem a este sinal de perigo produzindo uma pequena molécula sinalizadora conhecida como c-di-GMP, que desencadeia a formação de biofilme. Os biofilmes são estruturas tridimensionais complexas de bactérias vivas incorporadas em uma matriz viscosa. “Em Vibrio choleraeo patógeno causador da cólera, mesmo uma breve exposição a fragmentos da parede celular desencadeia a formação de biofilme”, explica Sanika Vaidya, primeira autora do estudo. Dentro do biofilme, as bactérias são protegidas contra ataques de fagos, células do sistema imunológico e antibióticos.
Estratégia de sobrevivência: alerta entre espécies
Os investigadores observaram este comportamento não só no agente patogénico da cólera, mas também noutros agentes patogénicos perigosos, muitas vezes multirresistentes, como o Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Staphylococcus aureuse Enterococcus faecalis.
O facto de as bactérias de todas as espécies responderem ao mesmo sinal de perigo sugere uma estratégia de sobrevivência universal. “Curiosamente, as células imunológicas humanas também reconhecem fragmentos de peptidoglicano como um sinal de infecção”, enfatiza Drescher. “Isso destaca paralelos surpreendentes entre os mecanismos de defesa bacterianos e humanos”.
Relevância clínica: Prevenção de biofilmes
Esta estratégia de sobrevivência universal pode explicar porque é que os biofilmes desempenham um papel tão importante em vários ambientes – desde ecossistemas naturais até infecções humanas. No entanto, o estudo levanta novas questões: os fragmentos da parede celular ativam mecanismos de proteção adicionais além da formação de biofilme? E como podem estes novos conhecimentos ser aplicados para combater de forma mais eficaz os agentes patogénicos formadores de biofilme?
Publicação original
Sanika Vaidya, Dibya Saha, Daniel KH Rode, Gabriel Torrens, Mads F. Hansen, Praveen K. Singh, Eric Jelli, Kazuki Nosho, Hannah Jeckel, Stephan Göttig, Felipe Cava e Knut Drescher.
As bactérias usam peptidoglicano exógeno como um sinal de perigo para desencadear a formação de biofilme.
Microbiologia da Natureza (2025), doi: 10.1038/s41564-024-01886-5
