As bactanãrias tem a capacidade de se adaptar ao seu ambiente para sobreviver a  defesa imunola³gica do hospedeiro. Uma dessas estratanãgias de sobrevivaªncia inclui a formação de um biofilme que impede que o sistema imunológico ou antibia³ticos cheguem a s bactanãrias. Em um novo estudo, pesquisadores da Universidade de Tsukuba revelaram que as modulações na estrutura do biofilme como resultado demudanças de temperatura são reguladas pela produção de uma nova protea­na extracelular chamada BsaA na bactanãria C. perfringens.

C. perfringens vive em vários ambientes, no solo e no intestino dos animais, e pode causar intoxicação alimentar, gangrena gasosa e diarranãia associada a antibia³ticos. a‰ uma bactanãria anaera³bica que não écapaz de crescer fora de um hospedeiro devido a  presença de oxigaªnio. Embora seja de conhecimento geral que ele pode se transformar em esporos para evitar ataques ambientais, não foi atérecentemente que C. perfringens também demonstrou ter a capacidade de formar biofilmes. Nesses biofilmes, uma comunidade de bactanãrias C. perfringens se cobre em uma matriz densa das chamadas substâncias polimanãricas extracelulares (EPS) - que contem protea­nas, a¡cidos nuclanãicos e moléculas de açúcar -, protegendo-se de riscos externos. Atéo momento, ainda não estãoclaro como o C. perfringens estãousando biofilmes para sobreviver em ambientes ricos em oxigaªnio.

"Já mostramos que a temperatura éuma sugestãoambiental que influencia a morfologia do biofilme de C. perfringens ", diz o autor do estudo, Professor Nobuhiko Nomura. "Embora em temperaturas mais altas, como 37 ° C, as bactanãrias se prendam a ssuperfÍcies e se acumulem densamente em um biofilme aderente, a temperaturas mais baixas elas constroem um biofilme mais espesso e semelhante a uma pela­cula. Quera­amos saber como eles são capazes de modular a estrutura. do biofilme em resposta amudanças de temperatura ".

Para atingir seu objetivo, os pesquisadores construa­ram uma biblioteca de 1.360 células mutantes (nocaute genanãtico) em C. perfringens para ver quais protea­nas são necessa¡rias para formar um biofilme semelhante a uma pela­cula a 25 ° C. Durante a triagem, eles notaram a presença de uma nova protea­na chamada BsaA, produzida dentro da bactanãria e transportada para o exterior. Sem BsaA, as bactanãrias formavam um biofilme de pela­cula fra¡gil ou apenas um biofilme aderente. Os pesquisadores mostraram que várias protea­nas BsaA se reaºnem em um pola­mero fora das células para permitir a formação de um biofilme esta¡vel. Quando expostas ao antibia³tico penicilina G ou oxigaªnio, C. perfringens sem BsaA teve uma taxa de sobrevivaªncia significativamente reduzida em comparação com C. perfringens normal.

"Nossos resultados mostram que o BsaA énecessa¡rio para a formação de biofilme semelhante a uma pela­cula a 25 ° C e confere tolera¢ncia a antibia³ticos", diz o principal autor do estudo, professor Nozomu Obana. "Sabemos que os biofilmes contem populações celulares heterogaªneas, o que leva a comportamentos multicelulares. Portanto, quera­amos saber se a heterogeneidade celular afeta a produção de BsaA e, portanto, a formação de um biofilme semelhante a uma pela­cula".

Os pesquisadores descobriram que a protea­na SipW controla a polimerização de BsaA em um biofilme, e usou isso para estudar a formação de biofilme. Ao construir C. perfringens que produzia uma protea­na fluorescente quando o SipW éproduzido, permitindo que essas células fossem rastreadas por microscopia fluorescente, os pesquisadores conseguiram mostrar que nem todas as bactanãrias produziam SipW. Além disso, eles descobriram que a população de bactanãrias produtoras de SipW começou a cair significativamente quando a temperatura aumentou de 25 ° C para 37 ° C. Curiosamente, a 25 ° C, as células que não produzem SipW estavam localizadas próximas a superfÍcie da bactanãriaestavam sentados e cobertos por células produtoras de SipW. A produção heterogaªnea de SipW e, portanto, BsaA, pode, portanto, garantir que as células com maior tolera¢ncia a riscos externos protejam a subpopulação bacteriana em risco.

"A 25 ° C, émais prova¡vel que C. perfringens seja exposto a tensaµes externas. Nossos resultados fornecem uma explicação de como uma comunidade de C. perfringens garante que ela permanea§a protegida quando a temperatura muda. Nosso estudo ajuda a entender as propriedades do biofilme e fornece informações sobre o desenvolvimento de novas estratanãgias antibacterianas ", diz o professor Nomura.

O artigo "Expressão gaªnica da matriz extracelular heterogaªnea regulada por temperatura define a morfologia do biofilme em Clostridium perfringens" foi publicado na npj Biofilms and Microbes .