As superfícies mucosas que revestem o corpo são impregnadas com moléculas de defesa que ajudam a impedir que os micróbios causem inflamações e infecções. Entre essas moléculas estão as lectinas — proteínas que reconhecem micróbios e outras células ligando-se a açúcares presentes nas superfícies celulares.

Uma dessas lectinas, segundo pesquisas do MIT, possui atividade antimicrobiana de amplo espectro contra bactérias encontradas no trato gastrointestinal. Essa lectina, conhecida como intelectina-2, se liga a moléculas de açúcar presentes nas membranas bacterianas, aprisionando as bactérias e impedindo seu crescimento. Além disso, ela pode formar ligações cruzadas entre as moléculas que compõem o muco, ajudando a fortalecer a barreira mucosa.

“O que é notável é que a intelectina-2 atua de duas maneiras complementares. Ela ajuda a estabilizar a camada de muco e, se essa barreira estiver comprometida, pode neutralizar ou restringir diretamente as bactérias que começam a escapar”, diz Laura Kiessling, professora de Química da Novartis no MIT e autora principal do estudo.

Segundo os pesquisadores, esse tipo de atividade antimicrobiana de amplo espectro pode tornar a intelectina-2 útil como um potencial agente terapêutico. Ela também poderia ser utilizada para ajudar a fortalecer a barreira de muco em pacientes com distúrbios como a doença inflamatória intestinal.

Amanda Dugan, ex-cientista pesquisadora do MIT, e Deepsing Syangtan, doutorando de 2024, são os autores principais do artigo, publicado hoje na Nature Communications .

As evidências atuais sugerem que o genoma humano codifica mais de 200 lectinas — proteínas de ligação a carboidratos que desempenham uma variedade de funções no sistema imunológico e na comunicação entre as células. O laboratório de Kiessling, que vem explorando as interações entre lectinas e carboidratos, recentemente se interessou por uma família de lectinas chamada intelectinas. Em humanos, essa família inclui duas lectinas, a intelectina-1 e a intelectina-2.

Essas duas proteínas têm estruturas muito semelhantes, mas a intelectina-1 se distingue por se ligar apenas a carboidratos encontrados em bactérias e outros micróbios. Há cerca de 10 anos, Kiessling e seus colegas conseguiram descobrir a estrutura da intelectina-1, mas suas funções ainda não são totalmente compreendidas.

Naquela época, os cientistas levantaram a hipótese de que a intelectina-2 poderia desempenhar um papel na defesa imunológica, mas não havia muitos estudos que comprovassem essa ideia. Dugan, então pós-doutorando no laboratório de Kiessling, decidiu aprender mais sobre a intelectina-2.

Nos seres humanos, a intelectina-2 é produzida em níveis estáveis pelas células de Paneth no intestino delgado, mas em camundongos, sua expressão a partir das células caliciformes produtoras de muco parece ser desencadeada por inflamação e certos tipos de infecção parasitária.

No novo estudo, os pesquisadores descobriram que tanto a intelectina-2 humana quanto a de camundongo se ligam a uma molécula de açúcar chamada galactose. Esse açúcar é comumente encontrado em moléculas chamadas mucinas, que compõem o muco. Quando a intelectina-2 se liga a essas mucinas, ela ajuda a fortalecer a barreira de muco, descobriram os pesquisadores.

A galactose também é encontrada em carboidratos presentes na superfície de algumas células bacterianas. Os pesquisadores demonstraram que a intelectina-2 pode se ligar a micróbios que exibem esses açúcares, incluindo muitos patógenos que causam infecções gastrointestinais.

Os pesquisadores também descobriram que, com o tempo, esses micróbios aprisionados acabam se desintegrando, sugerindo que a proteína é capaz de matá-los ao romper suas membranas celulares. Essa atividade antimicrobiana parece afetar uma ampla gama de bactérias, incluindo algumas resistentes a antibióticos tradicionais.

Os pesquisadores acreditam que essas funções duplas ajudam a proteger o revestimento do trato gastrointestinal contra infecções.

“A intelectina-2 primeiro reforça a própria barreira de muco e, se essa barreira for rompida, pode controlar as bactérias e restringir seu crescimento”, diz Kiessling.

Em pacientes com doença inflamatória intestinal, os níveis de intelectina-2 podem ficar anormalmente altos ou baixos. Níveis baixos podem contribuir para a degradação da barreira de muco, enquanto níveis altos podem eliminar muitas bactérias benéficas que normalmente vivem no intestino. Encontrar maneiras de restaurar os níveis corretos de intelectina-2 pode ser benéfico para esses pacientes, afirmam os pesquisadores.

Como a intelectina-2 pode neutralizar ou eliminar patógenos como Staphylococcus aureus e Klebsiella pneumoniae , que muitas vezes são difíceis de tratar com antibióticos, ela poderia potencialmente ser adaptada como um agente antimicrobiano.

“Utilizar lectinas humanas como ferramentas para combater a resistência antimicrobiana abre uma estratégia fundamentalmente nova que se baseia em nossas próprias defesas imunológicas inatas”, diz Kiessling. “Aproveitar proteínas que o corpo já usa para se proteger contra patógenos é algo fascinante e uma direção que estamos seguindo.”

A pesquisa foi financiada pelo Fundo Comum de Glicociência dos Institutos Nacionais de Saúde, pelo Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infecciosas, pelo Instituto Nacional de Ciências Médicas Gerais e pela Fundação Nacional de Ciência.