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# Biologia # Microbiologia

Combatendo a Legionella: O papel das bactérias no controle de infecções

Pesquisas mostram como certas bactérias combatem efetivamente as espécies de Legionella.

Alessio Cavallaro, Silke Probst, Tobias Duft, Max Rieder, Oliver Abo El Fateh, Josch Stricker, Marco Gabrielli, Serina Robinson, Frederik Hammes

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Guerra das Legionelas: As Guerra das Legionelas: As Bactérias Reagem combatem Legionella de forma eficaz. Novo estudo identifica bactérias que
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As bactérias Legionella são uns encrenqueiros disfarçados que aparecem na água. Elas podem causar uma doença séria chamada doença do Legionário, que tá ficando cada vez mais comum pelo mundo. A mais famosa do grupo é a Legionella pneumophila, que é responsável por mais de 90% dos casos. Tem um monte de outras espécies de Legionella, mais de 70, algumas também podem dar ruim nas pessoas. Embora a gente saiba bastante sobre a L. pneumophila, pouco se fala dos seus primos menos conhecidos.

Essas bactérias costumam se esconder em lugares como os encanamentos dos prédios e torres de resfriamento. E o problema é que elas são difíceis de eliminar porque têm truques na manga, como formar camadas protetoras chamadas biofilmes e fazer parceria com outros seres minúsculos, os protistas.

Bactérias a Salvo

Nos últimos anos, a galera tem procurado bactérias que possam ser os heróis contra a Legionella. Alguns cientistas organizaram esses heróis em cinco grupos, dependendo de onde eles vêm. Entre eles, tem proteínas de outros organismos, pedaços de proteínas feitos em laboratórios, péptidos antimicrobianos (que são como armas secretas das bactérias), óleos essenciais (sim, o mesmo que rola na aromaterapia) e substâncias chamadas Biosurfactantes (pensa neles como a versão de sabão das bactérias).

Mas, muitos desses compostos foram descobertos em laboratórios e pode ser que não funcionem na vida real, onde a Legionella vive.

Uma Competição de Bactérias

Os pesquisadores levaram a coisa a um nível mais avançado, testando como outras bactérias de fontes de água podem lutar contra a Legionella. Um estudo analisou 80 bactérias de água da torneira e descobriu que cerca da metade conseguia desacelerar pelo menos uma das cepas de Legionella. Outros estudos mostraram resultados parecidos, onde algumas bactérias foram colocadas contra a Legionella e tiveram sucessos variados.

Curiosamente, a maioria dos vencedores dessas batalhas era da família Pseudomonas. Essas bactérias são famosas por produzir vários tipos de substâncias que podem atrapalhar os vizinhos, incluindo a Legionella.

Mas aí tá o detalhe: mesmo sabendo que algumas bactérias podem barrar a L. pneumophila, a gente não sabe muito sobre como elas lidam com outros tipos de Legionella. É como focar em um único filme de super-herói enquanto ignora todos os outros personagens do universo.

Nossa Missão

Nesse estudo, decidimos encontrar mais bactérias que pudessem encarar a Legionella e ver como elas se sairiam contra diferentes espécies de Legionella. Coletamos amostras de água de vários lugares na Suíça e procuramos por bactérias que pudessem nos ajudar.

Nossos objetivos eram:

  1. Encontrar bactérias que possam inibir o crescimento da Legionella.
  2. Entender como diferentes espécies de Legionella reagem a essas bactérias antagonistas.
  3. Pesquisar se essas bactérias têm ferramentas genéticas para produzir compostos que possam ajudar na luta.

Coletando Bactérias

A gente coletou amostras de água em garrafinhas especiais e as cultivou em diferentes meios de crescimento pra ver quem conseguia crescer. Depois de deixar elas descansarem por alguns dias, escolhemos colônias distintas e cultivamos em forma líquida pra guardar pra depois.

Pra Legionella, usamos uma cepa de referência pra padronizar nossos testes. Essa cepa veio de uma coleção de microrganismos da Alemanha, e a gente também conseguiu outras cepas conhecidas de Legionella da Suíça.

O Teste Spot-On-Lawn

Pra avaliar a eficácia das bactérias que isolamos, usamos um método chamado spot-on-lawn assays. Funciona assim: a gente cultiva a Legionella em placas de ágar, depois acrescenta as bactérias antagonistas pra ver se elas conseguem barrar o crescimento da Legionella. Se conseguirem, aparecem zonas claras ao redor das bactérias onde a Legionella não conseguiu crescer.

Encontramos várias linhagens que podiam inibir diferentes cepas de Legionella. Notamos que algumas bactérias foram mais bem-sucedidas que outras, e também anotamos a eficácia de cada antagonista.

Análise do Genoma

Em seguida, analisamos os genomas das bactérias escolhidas usando técnicas avançadas de sequenciamento. Ao examinar o DNA delas, conseguimos identificar compostos que poderiam explicar como essas bactérias inibiam a Legionella.

Descobrimos um monte de clusters genéticos nos genomas das bactérias relacionados a vários compostos. Uma descoberta significativa foi algo chamado de clusters genéticos biossintéticos de peptídeos não ribossomais (NRP), que costumam ser responsáveis por criar compostos antimicrobianos poderosos.

Entre esses compostos, encontramos um grande interesse por uma substância chamada viscosina. Essa é um lipopeptídeo produzido por algumas espécies de Pseudomonas, e é conhecida por ter propriedades antimicrobianas.

Testando o Sucesso

Pra checar se os compostos estavam presentes nos sobrenadantes das nossas bactérias co-cultivadas, fizemos extração líquido-líquido. Esse processo ajuda a separar as substâncias produzidas pelas bactérias, pra que pudéssemos analisar mais a fundo.

Durante nossa análise usando cromatografia líquida e espectrometria de massa, confirmamos que a viscosina e outros compostos relacionados estavam realmente presentes. Isso foi um grande avanço porque indicou que a viscosina poderia ser uma peça chave em inibir a Legionella.

Mirando na Legionella

Ao examinarmos o comportamento antagonista das nossas bactérias, encontramos uma variedade de padrões de inibição contra diferentes espécies de Legionella. Alguns antagonistas foram muito bons em parar cepas específicas, enquanto outros tiveram um alcance mais amplo. Por exemplo, a L. anisa, uma espécie de Legionella, foi particularmente vulnerável a vários dos nossos antagonistas. Por outro lado, algumas cepas de L. pneumophila tiveram resultados mistos quando expostas aos mesmos antagonistas.

Essa variabilidade sugere que diferentes espécies de Legionella podem ter se adaptado pra resistir a certas bactérias, enquanto permanecem suscetíveis a outras. É meio que um jogo de dodgeball onde alguns jogadores conseguem desviar de certos lançamentos enquanto outros são facilmente atingidos.

Lições Aprendidas

Nossa pesquisa destacou a importância de olhar pra diversidade tanto da Legionella quanto das bactérias que a inibem. As interações entre esses jogadores microbianos podem nos dizer muito sobre seus papéis no meio ambiente.

Além disso, nossas descobertas apoiam a ideia de que biosurfactantes como a viscosina poderiam ser ferramentas valiosas na luta contra a Legionella. Esses compostos têm potencial pra oferecer uma alternativa mais ecológica aos desinfetantes químicos tradicionais, especialmente em lugares como torres de resfriamento e sistemas de encanamento.

Embora mais pesquisa seja necessária pra entender como essas interações se desenrolam em ambientes do mundo real, nossas descobertas são um passo à frente em desvendar os mistérios da Legionella e seus antagonistas.

Conclusão

No fim, descobrimos que muitas bactérias podem inibir diferentes espécies de Legionella, mas os resultados variam. Isso destaca a necessidade de mais pesquisas sobre como as espécies de Legionella interagem com outros microrganismos. Também identificamos a viscosina, uma candidata promissora pra estudos futuros como uma estratégia ecológica pra controlar a Legionella em vários ambientes aquáticos.

Com um pouco de humor, dá pra comparar a luta entre as boas bactérias e a Legionella a uma novela onde heróis e vilões estão sempre disputando a atenção. Quem diria que as bactérias podiam ser tão intrigantes? O mundo microbiano é cheio de drama e potencial, e a gente tá apenas começando a arranhar a superfície!

No fim das contas, a mensagem que podemos tirar é que a natureza tem seus próprios jeitos de manter o equilíbrio, e ao estudar essas interações, podemos aprender a aproveitá-las pro bem maior.

Fonte original

Título: Variable inhibition of different Legionella species by antagonistic bacteria

Resumo: The genus Legionella includes opportunistic pathogens inhabiting engineered aquatic ecosystems, where managing their presence and abundance is crucial for public health. In these environments, Legionella interact positively or negatively with multiple members of the microbial communities. Here, we identified bacteria and compounds with Legionella-antagonistic properties. We isolated 212 bacterial colonies from various water sources in Switzerland and screened them for their ability to inhibit one reference strain of L. pneumophila. Ten selected antagonistic isolates were subsequently tested with spot-on-lawn-assays for inhibition towards seven environmental and two clinical isolates of Legionella, representing different species and strains. The antagonists produced highly variable inhibition patterns, highlighting distinct differences in susceptibility among Legionella species, and even strains. Only three isolates, all identified as Pseudomonas lurida, inhibited all Legionella species. Furthermore, we analysed the genomes of the antagonistic bacteria, and identified genes for several probable inhibitory compounds. We specifically found the gene cluster for the biosurfactant viscosin to be uniquely encoded by three Pseudomonas lurida isolates. This compound was subsequently detected in the supernatant of co-cultures inoculated with the antagonists and Legionella. This study provides new insights on the ability of aquatic microorganisms to compete with Legionella in controlled laboratory settings. It also highlights the diversity across and within Legionella species in their resistance to external antagonistic stress, and confirms the anti-Legionella activity of selected biosurfactants. These results can contribute to the understanding of how different species inhabit separate niches in the environment, and expand the discussion around alternative Legionella mitigation strategies.

Autores: Alessio Cavallaro, Silke Probst, Tobias Duft, Max Rieder, Oliver Abo El Fateh, Josch Stricker, Marco Gabrielli, Serina Robinson, Frederik Hammes

Última atualização: 2024-11-29 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625680

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625680.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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