image: This shows the organ of the fruit fly Drosophila melanogaster infected with the Wolbachia bacteria (blue speckles). view more
Credit: Luís Teixeira (IGC)
Esta comunicado está disponível em inglês.
A bactéria infecciosa mais prevalente na Terra é, provavelmente, a Wolbachia, uma bactéria simbiótica que reside naturalmente em cerca de 70% de todas as espécies de insetos. Em 2008, Luís Teixeira, atualmente investigador principal do Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC, Portugal), juntamente com outros cientistas, descobriu que a Wolbachia consegue proteger os seus hospedeiros de infeções virais. Desde então, têm sido desenvolvidos vários estudos para investigar as interações entre a Wolbachia e os insetos, procurando novas estratégias que permitam a utilização desta bactéria no controlo de doenças transmitidas por mosquitos, como é o caso da Dengue. Agora, num trabalho publicado no último número da revista científica PLOS Genetics*, a equipa de investigação de Luís Teixeira estudou a variabilidade genética de estirpes de Wolbachia em moscas da fruta. Os investigadores descobriram que as bactérias que conferem maior proteção contra vírus multiplicam-se até alcançarem uma concentração elevada, muitas vezes encurtando o tempo de vida do hospedeiro. Estes resultados ajudam a compreender a evolução da Wolbachia na natureza e abrem caminho para a identificação das melhores estirpes a serem utilizadas no biocontrolo de doenças transmitidas por mosquitos.
Desde o início do século XX que se recolhe e analisa em laboratório diferentes linhas de moscas de fruta, o que resultou na identificação de cinco estirpes de Wolbachia. Atualmente, as estirpes mais predominantes não são as mesmas que existiram no início do século passado, ainda que estas últimas persistam. A equipa de Luís Teixeira propôs-se a estudar estas cinco estirpes de Wolbachia e ver como se comportam em termos de proteção antiviral.
Os investigadores testaram a mortalidade das moscas de fruta após infeção com dois vírus, o Drosophila C virus e o Flock House virus (em inglês). Como esperado, todas as moscas que transportam alguma variante de Wolbachia sobrevivem melhor do que as moscas que não têm Wolbachia. Mas os investigadores descobriram que algumas variantes conferem maior proteção contra a infeção viral do que outras. A seguir, a equipa investigou se as variantes de Wolbachia traziam algum "custo biológico" para as moscas da fruta na ausência de infeção viral. Os resultados obtidos mostram que as estirpes que conferem maior proteção antiviral multiplicam-se mais e alcançam concentrações mais elevadas na mosca, do que as outras estirpes de Wolbachia. Consequentemente, as moscas da fruta que transportavam algumas destas estirpes mais protetoras tinham um tempo de vida mais curto do que as outras moscas. Estes resultados sugerem que há um custo para o organismo hospedeiro quando está infetado por bactérias que lhe oferecem uma maior proteção contra vírus.
Com base em estudos genéticos, os investigadores elaboraram a árvore filogenética das estirpes de Wolbachia e descobriram que as estirpes mais protetoras são mais próximas das estirpes que eram mais abundantes no início do século XX. As estirpes atualmente existentes são menos protetoras mas mais benignas para o seu hospedeiro, a mosca da fruta, permitindo-lhes um maior tempo de vida. Além disto, a análise de sequências de DNA permitiu a identificação dos possíveis genes que podem desempenhar um papel na multiplicação da Wolbachia e proteção contra vírus.
Ewa Chrostek, aluna de doutoramento do laboratório de Luís Teixeira e primeira autora deste estudo, diz: "Nós descobrimos que algumas das variantes de Wolbachia mais protetoras reduzem a sobrevivência dos seus hospedeiros, sugerindo que pode existir um mecanismo que contrabalança a proteção mediada pela bactéria simbiótica e outros componentes de 'fitness' do hospedeiro. No final, conseguimos compreender melhor como a Wolbachia está a evoluir na natureza."
"As nossas descobertas podem-se integrar na investigação que está atualmente a ser desenvolvida sobre como interromper a transmissão do vírus da dengue entre pessoas, introduzindo na natureza mosquitos infectados com Wolbachia. Ao conhecer melhor a variabilidade genética das variantes de Wolbachia, pode-se usar a estirpe mais eficiente nesta estratégia de biocontrolo. Para além disto, este trabalho ajuda a prever a evolução de Wolbachia nestas populações alteradas de mosquitos." acrescenta Luís Teixeira.
Esta investigação foi desenvolvida em colaboração com investigadores dos Departamentos de Medicina Veterinária e de Genética da Universidade de Cambridge. Este trabalho foi financiado pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia, Wellcome Trust e Royal Society.
*Chrostek E, Marialva MSP, Esteves SS, Weinert LA, Martinez J, et al. (2013) Wolbachia Variants Induce Differential Protection to Viruses in Drosophila melanogaster: A Phenotypic and Phylogenomic Analysis. PLoS Genet 9(12): e1003896. doi:10.1371/journal.pgen.1003896
Journal
PLoS Genetics