Wolbachia e o paradoxo da regulação do crescimento | Instituto Gulbenkian de Ciência
Abordagem genética oferece novas pistas para a regulação do crescimento da Wolbachia e o efeito da superproliferação nos insetos hospedeiros.
Apesar de formalizada como espécie em 1936, a Wolbachia pipientis permanece um microrganismo esquivo. O porquê relaciona-se com a relação que estabelece com os seus hospedeiros. A Wolbachia vive dentro das células de 40% dos artrópodes, na sua maioria insetos, envolvida numa simbiose tão complexa que não consegue sobreviver sozinha. "Adivinhar o que é preciso para a manter ou manipular fora do hospedeiro pode não ser possível", diz Luís Teixeira, investigador principal do IGC. E, até agora, apesar de múltiplas tentativas, ninguém conseguiu cultivar esta bactéria ou modificar a sua sequência genética.
Antes de se juntar à equipa liderada por Luís Teixeira, Elves Duarte queria estudar a simbiose entre a Wolbachia e os mosquitos. Depois de conhecer Luís, ficou fascinado com a disponibilidade de ferramentas genéticas na mosca-da-fruta e os dois acabaram a misturar ideias para estudar a base genética da regulação do crescimento da Wolbachia. "Queríamos fazer algo novo e tentar manipular a genética da Wolbachia. Era este o desafio", explica Luís Teixeira. A equipa focou-se num hospedeiro em particular—a Drosophila melanogaster, comumente chamada mosca-da-fruta, uma corredora de longa data no campo da genética que é pequena e fácil de manter, mesmo em números grandes. Rastrearam mais de mil moscas numa variedade de condições para encontrar novas variantes de Wolbachia que proliferavam em demasia. "Não teríamos conseguido fazê-lo de uma forma tão fácil noutro organismo: trabalhar com um organismo modelo como a mosca-da-fruta foi essencial", diz Elves.
Os resultados, descritos num estudo publicado na PLOS Genetics, expandem o complexo papel de uma região do genoma da Wolbachia denominada Octomom, conhecida por regular o seu crescimento dentro do hospedeiro. E revelam um paradoxo. Se a Octomom é deletada, a bactéria cresce descontroladamente. Se amplificada, com cópias extra, também cresce descontroladamente. Tanto ausência como excesso levam à mesma característica observável. "Estes paradoxos mostram o quão complexos podem ser os processos biológicos", Elves destaca.
A Wolbachia depende da reprodução do hospedeiro para se transmitir da mãe para a descendência. O quanto cresce dita o custo que implica para o hospedeiro e as probabilidades de ser eliminada. "Queríamos perceber a relação entre o crescimento e o custo ou benefício que a Wolbachia implica para o hospedeiro", Luís detalha. O benefício foi analisado olhando para a proteção contra vírus que esta bactéria confere e o custo avaliado olhando para a longevidade das moscas. A equipa descobriu que a proteção depende da quantidade de Wolbachia presente no momento da infeção, enquanto o custo se relaciona com quão rápido cresce no hospedeiro adulto. "Isto permite-nos dissociar estas duas variáveis: o benefício e o custo. E a partir daqui podemos pensar em maneiras novas de obter uma Wolbachia que confere proteção, mas não seja demasiado custosa", revela Luís.
Os vírus que causam dengue, zika ou febre amarela estão a espalhar-se pelo mundo. Mosquitos que carregam estes vírus são cada vez mais encontrados em lugares onde antes não existiam. Muitos estudos em andamento estão já a usar Wolbachia em mosquitos para controlar a disseminação do dengue, por exemplo. "Já há pessoas que não foram infetadas por causa desta tecnologia", diz Luís. "Mas a longo prazo, não temos a certeza do quão eficaz será e se a proteção que confere é suficiente. Por isso, é importante pensar como podemos melhorar esta estratégia e perceber quais são os fatores que a influenciam", destaca Luís. Estudar a base genética da proliferação da Wolbachia é uma porta de entrada para compreender a biologia fundamental na qual assenta a forma como esta bactéria interage com os seus hospedeiros e como é regulado o seu crescimento.