Gene de uma antiga bactéria ajuda os carrapatos a espalharem a doença de Lyme
Um estudo publicado no periódico Cell (1) mostrou que o carrapato da espécie Ixodes scapularis (popularmente conhecido como carrapato-do-veado ou carrapato-de-patas-negras) adquiriu um gene responsável pela expressão da enzima antibacteriana Dae2 (codificada pelo gene dae2) através de transferência horizontal de genes (2) há cerca de 40 milhões de anos, a partir de uma antiga espécie desconhecida de bactéria. Essa enzima fornece importante proteção ao carrapato-do-veado contra nocivas bactérias encontradas na pele humana, otimizando sua ação de parasitismo, mas sem prejudicar sua relação simbiótica com a bactéria Borrelia burgdorferi, responsável pela doença de Lyme.
Carrapatos que se alimentam de sangue são vetores que transmitem um grande número de microrganismos para hospedeiros vertebrados, muito mais do que qualquer outro artrópode conhecido, resultando em uma multitude de doenças tanto para humanos quanto para animais de criação (ex.: gado). O microbioma do carrapato I. scapularis é dominado por um pequeno número de patógenos humanos, como bactérias do gênero Rickettsia e a espécie B. burgdorferi, os agentes causadores da doença de Lyme, uma infecção marcada por irritação na pele - incluindo manchas na forma de 'alvo' - e sintomas similares aos da gripe, e que pode levar a quadros graves e crônicos se não tratada no estágio inicial.
A persistência de patógenos nos carrapatos é resultado de colonização estável por esses simbiontes, os quais provavelmente reduziram o potencial patogênico contra seus vetores. Exceto por esses patógenos humanos, a composição do microbioma dos carrapatos é altamente variável e contexto-dependente, o que sugere constante risco de infecção bacteriana a partir de novas interações transientes com outros microbiomas. De fato, a alimentação de sangue (hematofagia) é um estilo de vida perigoso que emergiu de forma independente em pelo menos seis diferentes linhagens de artrópodes há cerca de ~50-150 milhões de anos, coincidente com a emergência de vários genes imune- e hospedeiro-modulantes preditos de suportaram esse comportamento, incluindo mecanismos de defesa antibacteriana.
O carrapato-do-veado, e outras espécies de carrapatos, possui notável, contínua e prolongada alimentação quando interage com o hospedeiro - podendo persistir por mais de 1 semana -, durante a qual o parasita precisa manter um contato íntimo e periculoso com a pele de diferentes espécies, ficando exposto a vários distintos microbiomas.
No novo estudo, os pesquisadores trouxeram mais um exemplo de transferência lateral de genes envolvendo bactérias e um organismo mais complexo, e no caso trazendo benefícios tanto ao carrapato-do-veado quanto às suas bactérias patogênicas. A partir de vários experimentos laboratoriais envolvendo análises e edições genéticas, eles mostraram que o gene codificante da enzima Dae2 - amidase domesticada executora 2 - evoluiu a capacidade de seletivamente matar bactérias associadas à pele de hospedeiros do carrapato, as quais impõem uma ameaça à saúde desse aracnídeo (ex.: bactérias do gênero Staphylococcus), mas exercendo pouco efeito contra a bactéria B. burgdorferi. A enzima está presente tanto na saliva quanto no sistema digestivo desse carrapato, e possui o específico papel de protegê-lo dos micróbios presentes no hospedeiro durante a alimentação.
A aquisição desse gene pouco tempo depois da emergência da hematofagia dentro do clado dos artrópode implica que o dae2 é uma das inovações genéticas que permitiram tal comportamento entre esses animais, preservando importantes bactérias simbiontes e inibindo a infecção por nocivas bactérias. Com a enzima protetora, o espectro de potenciais hospedeiros do carrapato-do-veado aumenta substancialmente, mesmo com o aumento de exposição a diferentes novos microbiomas. A transferência lateral de genes - um importante mecanismo evolutivo de acréscimo de novas informações genéticas, especialmente entre procariontes - pode representar um atalho para esse tipo de rápida e precisa adaptação entre seres vivos muito complexos (ex.: Animalia).
Além disso, a conexão entre a imunidade dos carrapatos e o microbioma da pele dos hospedeiros levanta a hipótese de que a microbiota na pele dos vertebrados - a qual tem conservado características como um enriquecimento de bactérias Gram-positivas para os mamíferos e de bactérias Gram-negativas para répteis - pode ter evoluído para proteger contra o ataque de ectoparasitas.
Os achados do estudo podem também ajudar a encontrar meios de prevenir ou pelo menos controlar a disseminação de patógenos em humanos a partir de carrapatos, ao interferir nesse eficiente mecanismo de defesa antibacteriano.
(1) Publicação do estudo: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)31449-5
(2) Leitura recomendada: Como nova informação genética é gerada durante o processo evolutivo?
Reviewed by Saber Atualizado
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janeiro 27, 2021
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