Saúde

A evolução da resistência à rádio é mais complicada do que se pensava anteriormente
Os resultados publicados na Frontiers in Microbiology mostram que as populações de E. coli radiorresistentes continuaram a evoluir e surgiram subpopulações.
Por Fronteiras - 22/09/2020


E. coli induzida por rádio-resistência, evolui perfis de mutação complexos conforme a evolução experimental continua e o nível de rádio-resistência aumenta. Crédito: Michael M. Cox e coautores

Os organismos mais resistentes da Terra, chamados extremófilos, podem sobreviver a condições extremas como secura extrema (dessecação), frio extremo, vácuo espacial, ácido ou até mesmo radiação de alto nível. Até agora, a mais resistente de todas parece ser a bactéria Deinococcus radiodurans - capaz de sobreviver a doses de radiação mil vezes maiores do que as fatais para os humanos. Mas até agora, os cientistas ficaram intrigados com a forma como a resistência à rádio poderia ter evoluído em vários organismos em nosso planeta, naturalmente protegidos da radiação solar por seu campo magnético. Embora alguns cientistas sugiram que a resistência à rádio em organismos extremófilos pode ter evoluído junto com outros tipos de resistência, como resistência à dessecação, uma questão permaneceu:

Para resolver essa questão, a equipe do Dr. Cox, da Universidade de Wisconsin-Madison, decidiu "deixar que as células lhes digam". Os pesquisadores começaram com a bactéria naturalmente não resistente, E. coli, e a expuseram a ciclos iterativos de irradiação de alto nível. Após muitas rodadas de exposição à radiação e crescimento, algumas populações resistentes ao rádio surgiram. Usando o sequenciamento do genoma inteiro, os pesquisadores estudaram as alterações genéticas presentes em cada população resistente a rádio e determinaram qual mutação proporcionava resistência à bactéria.

Em seu primeiro estudo, a equipe do Dr. Cox começou expondo E. coli a 50 rodadas de ionização (Bruckbauer et al 2019b). Após cerca de 10 rodadas, algumas populações resistentes ao rádio surgiram e, após 50, o estudo de seu perfil genético destacou três mutações responsáveis ​​pela resistência à rádio - todas em genes ligados a mecanismos de reparo de DNA. Aqui, em seu novo estudo, a equipe expôs as bactérias a mais 50 rodadas de exposição e seleção à radiação.

Os resultados publicados na Frontiers in Microbiology mostram que as populações de E. coli radiorresistentes continuaram a evoluir e surgiram subpopulações. Surpreendentemente, enquanto a resistência à rádio induzida pela primeira série de ionização pode estar associada principalmente a três mutações, a segunda induziu centenas de mutações, incluindo grandes deleções e duplicações de vários genes. "As quatro populações que estamos desenvolvendo neste novo teste atingiram níveis de resistência de rádio que se aproximam dos níveis observados com Deinococcus radiodurans. Conforme o teste atual progrediu, as alterações genômicas provaram ser muito mais complexas do que o previsto." Dr. Cox diz.

Embora seja mais difícil identificar todas as mutações que contribuem para o aumento da resistência à rádio desta vez, os pesquisadores mostram que mais metabolismos celulares são afetados (síntese de ATP, biogênese de cluster ferro-enxofre, síntese de cadaverina e resposta de espécies reativas de oxigênio). Além disso, este estudo comprova que a radio-resistência pode se desenvolver ao nível de Deinococcus radiodurans, independentemente da resistência à dessecação. À medida que a exposição à radiação e a evolução experimental continuam, mais dados são reunidos sobre como induzir a resistência à rádio em bactérias. Isso poderia um dia constituir uma preciosa caixa de ferramentas de mutações para desenvolver probióticos radiorresistentes, ajudando, por exemplo, pacientes tratados com radioterapia ou astronautas expostos à radiação espacial.

 

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