Um tipo de proteína Chlamydia manipula células humanas de duas maneiras diferentes

Quando Chlamydia trachomatis, a bactéria que causa uma das infecções sexualmente transmissíveis mais comuns em todo o mundo, infecta uma célula humana, ele sequestra partes do hospedeiro para construir camadas protetoras ao seu redor.

Dentro desta fortaleza improvisada, o bug cresce e se reproduz, eventualmente explodindo em busca de um novo alvo e matando a célula hospedeira. Embora os cientistas já saibam há anos que a clamídia se protege dessa maneira, eles estavam sentindo falta da mecânica até agora.

Pesquisadores da Duke University e do MRC Laboratory of Molecular Biology em Cambridge, REINO UNIDO, mostraram que uma proteína Chlamydia, conhecido como ChlaDUB1, é capaz de manipular células humanas de duas maneiras diferentes, pelo menos um deles parece ser essencial para prosperar dentro de seu hospedeiro.

As descobertas que apareceram esta semana em Nature Microbiology pode abrir caminho para o tratamento da clamídia com menos antibióticos.

Biólogos estruturais liderados por David Komander do Laboratório MRC de Biologia Molecular e especialistas em clamídia da Duke University colaboraram no estudo. Inicialmente, Komander e seu colega de pós-doutorado Jonathan Pruneda, agora é professor assistente na Oregon Health &Science University, contatou o professor Duque Raphael Valdivia, Vice Reitor de Ciências Básicas, para discutir a proteína ChlaDUB1, na qual a equipe de Valdivia havia trabalhado antes.

ChlaDUB1 faz parte de uma classe de proteínas geradas por Chlamydia para interromper a função da célula hospedeira. Komander, Pruneda, e colegas descobriram que a proteína é uma enzima, uma desubiquitinase, que remove a ubiquitina, uma pequena proteína que as células humanas se ligam a outras proteínas para ativá-las ou para indicar que essas proteínas devem ser rasgadas. As células humanas usam ubiquitina para enviar sinais, muitos dos quais são importantes para as respostas inflamatórias a patógenos como a Chlamydia.

O grupo de Komander determinou, por meio de um estudo mais aprofundado da forma da enzima ChlaDUB1, que ela também pode modificar proteínas com acetilação para interromper os alarmes que as células humanas levantam para combater a infecção.

"Em vez de fazer duas proteínas, um que tem a atividade de desubiquitinase e um separado que tem a atividade de acetilação, eles combinaram isso na mesma proteína, "disse o co-autor Robert Bastidas, um professor assistente de pesquisa que faz parte do grupo de Valdivia na Duke.

A clamídia é diferente de outras bactérias porque não consegue sobreviver por conta própria fora de uma célula humana, Bastidas explicou. Ele disse que é provável que o bug tenha rejeitado grandes partes de seu genoma para sobreviver melhor dentro das células hospedeiras. Ele levanta a hipótese de que a bactéria economiza espaço com esta proteína misturada, a única proteína Chlamydia que tem essas duas funções.

Embora estivesse claro que ChlaDUB1 era capaz de ambas as funções, Bastidas e seus colegas da Duke queriam saber o que a enzima fazia dentro de seu hospedeiro durante a infecção por Chlamydia. Os pesquisadores infectaram células humanas com o tipo selvagem de clamídia, bem como com cepas mutantes contendo cópias defeituosas de ChlaDUB1.

Depois que a Chlamydia construiu sua fortaleza dentro da célula hospedeira, ele quebra o aparato de Golgi da célula hospedeira e manobra as peças ao seu redor. O aparelho de Golgi é um compartimento celular que normalmente fica próximo ao núcleo da célula e modifica as proteínas adicionando açúcares que servem como etiquetas de bagagem, indicando se as proteínas devem ir para a membrana plasmática ou para algum outro compartimento celular. Não está claro por que a bactéria se envolve com pedaços do Golgi, talvez para usar os açúcares e gorduras para seu próprio crescimento, mas é a única bactéria conhecida por fazer isso.

Nos testes de infecção dos cientistas, a clamídia do tipo selvagem picou o Golgi como de costume. Mas quando infectado com um inseto que carrega uma enzima mutante, o Golgi das células humanas permaneceu intacto, sugerindo que a atividade de ChlaDUB1 é necessária para este aspecto da infecção por Chlamydia.

Bastidas também levanta a hipótese de que a capacidade do ChlaDUB1 de remover a ubiquitina das proteínas do hospedeiro protege a Chlamydia da resposta inflamatória do hospedeiro.

Próximo, os pesquisadores querem encontrar um medicamento que interrompa especificamente a função de ChlaDUB1, assim, diminuindo a capacidade da bactéria de lutar contra o ataque do sistema imunológico do hospedeiro. "Se desenvolvermos esses inibidores e eles forem específicos o suficiente, então não teremos que usar antibióticos "ou pelo menos usar menos deles, disse Bastidas.

Em um mundo onde o uso de antibióticos pode levar à resistência aos antibióticos ou ao rompimento do delicado microbioma da vagina e do trato urinário, onde a Chlamydia prefere residir, Bastidas diz que uma terapia mais personalizada pode ser uma ferramenta melhor para combater infecções.

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