Pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP), no Brasil, em parceria com colegas da Austrália, identificaram uma nova proteína bacteriana que pode manter as células humanas saudáveis, mesmo quando elas apresentam uma grande carga bacteriana. A descoberta poderá levar a novos tratamentos para uma ampla gama de doenças relacionadas com a disfunção mitocondrial, como o cancro e doenças autoimunes. As mitocôndrias são organelas que fornecem a maior parte da energia química necessária para alimentar as reações bioquímicas das células.

O estudo foi publicado na revista PNAS . Os pesquisadores analisaram mais de 130 proteínas liberadas pela Coxiella burnetii quando essa bactéria invade as células hospedeiras e descobriram que pelo menos uma é capaz de prolongar a longevidade celular, agindo diretamente nas mitocôndrias.

Após invadir as células hospedeiras, C. burnetii libera uma proteína até então desconhecida, que os autores chamam de efetor F da coxiela mitocondrial (MceF). MceF interage com a glutationa peroxidase 4 (GPX4), uma enzima antioxidante localizada nas mitocôndrias, para melhorar a função mitocondrial, promovendo um efeito antioxidante que evita danos e morte celular, que pode ocorrer quando os patógenos se replicam dentro das células de mamíferos .

"C. burnetii usa várias estratégias para prevenir a morte de células invadidas e se multiplicar dentro delas. Uma delas é a modulação de GPX4 por MceF, o mecanismo que descobrimos e relatamos neste artigo. A realocação dessas proteínas nas mitocôndrias celulares permite que as células de mamíferos vivam mais mesmo quando infectados, com uma carga bacteriana muito grande", disse Dario Zamboni, um dos autores correspondentes do artigo e professor da Faculdade de Medicina de Ribeirão Preto (FMRP-USP).

O estudo foi realizado no Centro de Pesquisa em Doenças Inflamatórias (CRID), um dos Centros de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP, em colaboração com Hayley Newton, professora da Monash University, na Austrália.

“Basicamente, descobrimos uma estratégia usada pela C. burnetii para manter as células saudáveis por mais tempo enquanto se replicam intensamente. Descobrimos que sua proteína MceF redireciona o GPX4 para a mitocôndria, onde atua como um potente antioxidante, desintoxicando a célula infectada e prevenindo os componentes celulares . do envelhecimento, ao mesmo tempo que permite a replicação da bactéria", disse Robson Kriiger Loterio, primeiro autor do artigo, que derivou de seu doutorado. pesquisar.

C. burnetii é o agente causador de uma infecção grave chamada febre Q, uma zoonose relativamente comum, mas raramente diagnosticada. Segundo os autores, os surtos agrícolas são “um fardo econômico e de saúde pública cada vez mais significativo”.

A bactéria causa pneumonia atípica em humanos e coxielose em alguns animais, como bovinos, ovinos e caprinos. Zamboni explicou que ele é altamente adaptado para invadir e controlar macrófagos e monócitos – glóbulos brancos que fazem parte da linha de frente da defesa imunológica do organismo – inibindo as respostas do hospedeiro à infecção.

“O interesse de estudar a fundo essa bactéria reside justamente na sua capacidade de subverter as funções celulares. Ao contrário de outras bactérias, que só causam doenças quando se multiplicam para atingir grandes números, uma única C. burnetii é suficiente para deixar uma pessoa saudável doente. ele atua de forma eficiente para modular as células que invade. Nós nos referimos a ele, brincando, como um biólogo celular brilhante por causa de sua capacidade de modular tudo nas células hospedeiras”, disse Zamboni.

Outro aspecto interessante da C. burnetii, acrescentou, é que ela se replica nas células durante cerca de uma semana. Para efeito de comparação, a Salmonella, que causa intoxicação alimentar grave, causa a morte das células do hospedeiro em menos de 24 horas.

“Observar C. burnetii é uma boa maneira de aprender como as células funcionam. No caso deste estudo, ajudou-nos a entender como tratar a disfunção mitocondrial e forneceu informações sobre a morte celular programada em humanos”, disse ele.

Para analisar a capacidade da bactéria de subverter macrófagos e atuar diretamente nas mitocôndrias, os pesquisadores realizaram ensaios e experimentos in vitro envolvendo larvas da mariposa-cera-grande (Galleria mellonella). Nesta primeira etapa do estudo, eles investigaram mais de 80 novas proteínas de C. burnettii com potencial para interagir com células hospedeiras e subverter seu funcionamento. “Acabamos focando no MceF porque ele atua diretamente nas mitocôndrias, que desempenham papel fundamental no processo de morte celular”, disse Zamboni.

O grupo agora continuará a pesquisa em duas frentes, uma visando um conhecimento mais profundo de outras proteínas de interesse, e outra envolvendo estudos bioquímicos para saber mais sobre como o MceF influencia o GPX4.

“O bom desta pesquisa é que ao investigar uma bactéria estamos aprendendo muito sobre sinalização celular, morte celular e novas formas de reverter a disfunção mitocondrial . interação da bactéria com as células hospedeiras", disse ele.