Toxinas de bactérias podem ser usadas para destruir as bactérias

Esquema de ação das toxinas que as bactérias usam para destruir concorrentes.
[Imagem: Stephanie Sibinelli-Sousa et al. - 10.1016/j.celrep.2020.107813]

Toxina antibacteriana

Pesquisadores da USP (Universidade de São Paulo) descobriram uma nova forma de usar armas naturais das bactérias contra as próprias bactérias.

Essas armas são toxinas antibacterianas que espécies como a Salmonella enterica liberam para matar concorrentes - outras bactérias da microbiota intestinal - e facilitar a colonização das infecções.

O membro principal da nova família de substâncias é a proteína Tlde1 (sigla em inglês para efetor L,D-transpeptidase 1 tipo VI), que ataca precursores da parede celular bacteriana. Quando a bactéria-alvo é intoxicada, ela continua crescendo, mas como sua parede celular está enfraquecida, ela acaba morrendo devido a um fenômeno chamado pressão osmótica, que faz com que seu conteúdo extravase.

"Essa família de toxinas possui um mecanismo nunca antes descrito. Enquanto outras toxinas antibacterianas secretadas pelo mesmo sistema destroem a parede celular das bactérias-alvo quando ela já está formada, esta atua nos precursores dessa estrutura, prejudicando a sua formação," explicou a professora Ethel Santos.

"As bactérias selecionaram essas toxinas durante a evolução e fazem uso delas há milhares de anos, o que as torna potenciais alvos terapêuticos. Podem, futuramente, dar origem a um composto antibacteriano," completou a pesquisadora.

Ação antagônica

Para encontrar a proteína Tlde1, os pesquisadores analisaram o genoma da Salmonella com foco na região próxima aos genes que codificam as proteínas estruturais do sistema de secreção (T6SS). Eles encontraram um par de genes com características que indicavam serem codificadores de proteínas com ação antagônica: uma tóxica e outra capaz de neutralizar a toxicidade.

No genoma das bactérias, as toxinas antibacterianas geralmente estão localizadas próximas a proteínas que conferem imunidade, para evitar que ocorra autointoxicação.

Análises de bioinformática revelaram que membros da família Tlde1 existem em diversas espécies bacterianas, e que essa família provavelmente evoluiu de enzimas bacterianas que participam da síntese da parede celular. O próximo passo da pesquisa é tentar entender, com técnicas de biologia estrutural, como uma enzima que tinha essa função passou a fazer o oposto.