Popular aditivo alimentar parece ter fomentado recentes epidemias de perigosos patógenos

Pesquisadores, em um estudo publicado recentemente na Nature, propuseram algo bem inesperado: que as cepas epidêmicas da bactéria Clostridium difficile surgiram entre 2001 e 2006 de forma repentina nos EUA, Canadá e em vários países da Europa em grande parte por causa do aparentemente inofensivo aditivo alimentar trealose.

A maioria dessas cepas patogênicas se originaram de uma única linha da C. difficile, conhecido como rbotipo 027 (RTO27), a qual agora se encontra disseminada por todo o mundo. Habitando o intestino das pessoas, essa bactéria pode causar perigosas diarreias, e o ribotipo RTO27 está relacionado com um preocupante aumento de mortes ligadas a esse patógeno. Nesse cenário, sempre foi um mistério de como, do 'nada', o RT027 e também o RT078 se tornaram tão prevalentes entre a população humana.

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Agora, o novo estudo mostrou que ambas as linhagens bacterianas possuem uma peculiar propriedade: podem usar baixas concentrações de trealose como uma fonte única de carbono. Além disso, os pesquisadores, analisando o genoma do RT027 e do RT078, descobriram que cada um deles codificam sequências genéticas não usuais que pode explicar essa habilidade metabólica.

O RT027 carrega uma variante genética de um único nucleotídeo que muda um resíduo de aminoácido na proteína TreR - um repressor transcricional que é inibido pela trealose - de leucina para isoleucina. Quando ativa, a TreR previne a expressão do gene treA, o qual codifica uma enzima fosfotrealase (TreA) envolvida na metabolização da trealose em glicose e derivados da glicose. Nesse sentido, a trealose é metabolizada somente quanto seus níveis estão altos o suficiente para inibir a TreR. Segundo os pesquisadores, parece que a mutação no RT027 muda a afinidade da TreR por trealose e permite que essa proteína seja reprimida por níveis substancialmente menores do açúcar do que o normal. Isso libera a TreA para metabolizar trealose e permitir que o RT027 cresça mesmo em baixos níveis desse açúcar.

Já o RT078 acabou se adaptando para crescer em baixas quantidades de trealose ao adquirir quatro genes envolvidos no consumo e metabolismo da trealose. Os genes codificam uma segunda cópia da proteína de transporte chamada de PtsT que ajuda as células a utilizar o açúcar, e outra enzima, a TreX, envolvida no metabolismo da TreR. A PtsT mostrou-se experimentalmente - ao ter o seu gene ativado em detrimento da TreX via edição genética - mais importante em permitir o crescimento bacteriano em baixas concentrações de trealose. Mas, curiosamente, o RT078 não compartilha a alteração genética encontrada no RT027. Em outras palavras, ambas as cepas bactérias otimizaram o metabolismo da trealose de forma independente e não relacionada.

Ao estudar ratos sob uma dieta contendo ou não trealose, e que possuem o RT027 no intestino, os pesquisadores mostraram que os roedores consumindo trealose possuíam uma maior risco de morte não porque a quantidade dessa bactéria nos seus corpos era maior do que a dos outros ratos, mas porque o metabolismo otimizado da trealose gerava um maior nível de toxinas da C. dffile. E em estudos com humanos, foi mostrado que o fluído do intestino de três participantes com uma dieta normal possuíam concentrações de trealose suficientes para promover a expressão de treA no RT027, mas não de outras cepas. Além disso, foi provado que o RT027 cresce em melhor competição quando o açúcar está presente.

O RT027 foi primeiro isolado em 1985, de uma pessoa infectada com o C. difficile. Mas esse ribotipo não estava associado com surtos em hospitais, aumento da taxa de mortes ou epidemias até o início dos anos 2000. De forma similar, as linhagens do RT078 isoladas antes das epidemias de C. difficile carregavam a informação genética para a otimização do metabolismo da trealose, mas eram de pouca consequência para a epidemiologia dessa doença. Então, como esses ribotipos subitamente emergiram a níveis epidêmicos somente há 15 anos?

Bem, antes de 1995, os altos custos de produção faziam a trealose insustentável, comercialmente, para ser usada como aditivo alimentar. Mas através de inovações tecnológicas, os fabricantes reduziram os custos da produção de trealose em mais de 100 vezes. Isso se somou com o FDA e as agências europeias terem aprovado o açúcar como um aditivo alimentar seguro em 2000 e 2001, respectivamente. Agora, a trealose é adicionada em uma grande variedade de alimentos industrializados, como macarrão, sorvete e carnes moídas. E essa explosão no uso de trealose coincide com as epidemias dos ribotipos RT027 e RT078, como mostrado em gráficos no novo estudo.

Em outras palavras, os cientistas estão sugerindo que a adição de trealose na comida da população foi a responsável por aumentar a quantidade desse açúcar no intestino humano para níveis que possibilitam o crescimento dessas bactérias de forma vantajosa e perigosa em relação às outras bactérias no mesmo ambiente, especialmente na presença de antibióticos, e aumentando a virulência desses patógenos.

Os resultados do novo estudo ainda não são conclusivos, mas as evidências são muito fortes para serem ignoradas. Isso também é mais um alerta para que as pessoas não exagerem no consumo de alimentos industrializados, porque o efeito a longo prazo de certos aditivos empregados nos alimentos muitas vezes são incertos. E lembrando também que a trealose é um açúcar 'natural'. Cuidado com o marketing de produtos que se dizem "naturais" porque nem tudo que vem da natureza, especialmente em excesso, pode fazer bem ao nosso corpo. A trealose é um exemplo.


Publicação do estudo: Nature

Referências adicionais:
1. https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/trehalose 
2. https://www.nhs.uk/translationportuguese/Documents/Clostridium_difficile_Portuguese_FINAL.pdf