A descoberta na biologia do C. difficile abre uma nova janela para o desenvolvimento de tratamentos para infecções perigosas

Um processo chamado esporulação que ajuda a bactéria perigosa Clostridium difficile ( C. difficile ) para sobreviver a condições inóspitas e a propagação é regulada pela epigenética, fatores que afetam a expressão do gene além do código genético do DNA, pesquisadores da Icahn School of Medicine no relatório Mount Sinai. Esta é a primeira descoberta de que a epigenética regula a esporulação em qualquer bactéria. Sua pesquisa, publicado em 25 de novembro ^º no Nature Microbiology , abre uma nova janela para o desenvolvimento de tratamentos para esta infecção devastadora.

p C. difficile infecta quase meio milhão de pessoas a cada ano, causando diarreia severa e matando pouco menos de 10 por cento das pessoas com mais de 65 anos que a contraem. Esporos da bactéria, que se espalham pelas fezes, são extremamente resistentes e podem sobreviver fora do corpo por semanas ou meses, infectando indivíduos que entram em contato com superfícies contaminadas.

p Como a infecção é tão comum e devastadora, a C. difficile o genoma foi bem estudado, mas Gang Fang, PhD, Professor Associado de Genética e Ciências Genômicas no Instituto Icahn de Ciência de Dados e Tecnologia Genômica do Monte Sinai e autor sênior do estudo, diz que ele e seus colegas adotaram uma abordagem diferente em suas pesquisas. "Queríamos estudar além do código genético da bactéria e ver quais modificações químicas estavam sendo feitas no genoma, "disse o Dr. Fang. Embora essas modificações químicas epigenéticas, chamada metilação, não altere a sequência de um gene, eles podem modificar a atividade de um determinado gene para torná-lo mais ou menos ativo, que tem impactos profundos na função do organismo.

p A equipe do Dr. Fang foi pioneira no uso de sequenciamento de DNA de terceira geração para mapear fatores epigenéticos em bactérias em 2012 e começou a estudar C. difficile epigenética em 2015. Primeiro, o time isolado C. difficile de amostras fecais de 36 pacientes da unidade de terapia intensiva (UTI) do Hospital Mount Sinai que haviam sido infectados. Eles analisaram as amostras e encontraram um padrão epigenético particular que era altamente conservado em todas as amostras. Próximo, eles verificaram cerca de 300 C. difficile genomas do GenBank, um banco de dados de sequências genéticas gerido pelo National Institutes of Health, e descobriram que todos compartilhavam o mesmo gene responsável pelo padrão epigenético encontrado nos pacientes da UTI.

p Suspeitar que esse padrão epigenético estava desempenhando um papel crucial na função da bactéria, A equipe do Dr. Fang colaborou em dois estudos adicionais de C. difficile esporulação e camundongos infectados com C. difficile , com o laboratório de Aimee Shen, PhD, Professor Associado de Biologia Molecular e Microbiologia da Tufts University Medical School e co-autor sênior do estudo, e com o laboratório de Rita Tamayo, PhD, Professor Associado de Microbiologia e Imunologia da Universidade da Carolina do Norte, Chapel Hill. Em um estudo com ratos, os pesquisadores descobriram que quando eles inibiram o gene responsável pelo padrão epigenético, até 100 vezes menos bactérias estavam presentes após 6 dias em comparação com bactérias inalteradas.

p Dr. Fang diz que as descobertas desses estudos ressaltam a importância da epigenética no estudo de bactérias e no desenvolvimento de medicamentos para infecções.

p Além de oferecer novos insights epigenéticos no estudo de C. difficile e possíveis alvos para o desenvolvimento de drogas, O Dr. Fang espera que esta pesquisa incentive mais estudos sobre as características epigenéticas das bactérias.

p Este é apenas o começo de nossa compreensão da regulação epigenética em bactérias; ainda há tantas perguntas a serem respondidas. Esperamos que esta descoberta empolgante incentive mais colaborações interdisciplinares para investigar a epigenética das bactérias e como podemos usar esses novos conhecimentos para desenvolver tratamentos para infecções que salvam vidas. "

Dr. Gang Fang, autor sênior do estudo

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