Tecnologia Científica

Pego em uma teia: estudo revela que células imunológicas cooperam para capturar e matar bactérias
O mecanismo antibacteriano recém-identificado, relatado em 10 de setembro na Science Advances , pode inspirar novas estratégias para combater o Staphylococcus aureus (staph) e outros patógenos bacterianos extracelulares.
Por Vanderbilt University Medical Center - 10/09/2021


Eletromicrografia de varredura da bactéria Staphylococcus aureus. Crédito: NIAID

Como uma aranha capturando sua presa, as células do nosso sistema imunológico cooperam para capturar e "comer" bactérias.

O mecanismo antibacteriano recém-identificado, relatado em 10 de setembro na Science Advances , pode inspirar novas estratégias para combater o Staphylococcus aureus (staph) e outros patógenos bacterianos extracelulares.

Era sabido que os neutrófilos - células imunológicas de primeira resposta que migram para os locais de infecção - podem se autodestruir e liberar seu conteúdo de proteína e DNA para gerar armadilhas extracelulares de neutrófilos (NETs). Agora, os pesquisadores da Vanderbilt liderados pelo colega de pós-doutorado Andrew Monteith, Ph.D., descobriram que os TNEs aumentam o poder de morte bacteriana de outro tipo de célula imunológica: macrófagos.

"Os neutrófilos produzem as teias de aranha que imobilizam as bactérias , e os macrófagos são as aranhas que engolfam e matam as bactérias", disse Eric Skaar, Ph.D., MPH, Ernest W. Goodpasture Professor de Patologia, Microbiologia e Imunologia e diretor do Instituto Vanderbilt de Infecção, Imunologia e Inflamação.

As bactérias estafilococos - principalmente as formas resistentes a antibióticos - são uma das principais causas de infecções hospitalares, doenças cardíacas infecciosas e infecções formadoras de pus na pele e nos tecidos moles.

Neutrófilos e macrófagos são células fagocíticas conhecidas por ingerir bactérias e produzir peptídeos antimicrobianos, espécies reativas de oxigênio e outras enzimas para combater infecções. A geração NET (NETose), considerada uma forma de morte celular programada, é uma estratégia antibacteriana neutrófila descoberta mais recentemente, disse Skaar. O DNA de neutrófilos liberado cria uma armadilha adesiva que também é cravejada de peptídeos antimicrobianos.

Monteith e colegas usaram neutrófilos que sofrem aumento de NETose em sistemas de modelos animais e in vitro para estudar a função biológica dos NETs. Eles descobriram que o aumento da NETose não proporcionou uma vantagem de matar os neutrófilos isoladamente. Mas quando os macrófagos estavam presentes, a formação de NET aumentou a atividade antibacteriana dos macrófagos, aumentando a fagocitose - de bactérias estafilocócicas presas nos NETs junto com peptídeos antimicrobianos de neutrófilos.

"Os macrófagos acabam com não apenas seu próprio arsenal antibacteriano, mas também o arsenal antibacteriano dos neutrófilos, todos no mesmo compartimento matando as bactérias", disse Skaar.

O aumento da NETose também aumentou a morte de macrófagos de outros patógenos bacterianos, incluindo Streptococcus pneumoniae e Pseudomonas aeruginosa . Os resultados sugerem que a cooperação neutrófilos / NET-macrófagos é um mecanismo de defesa imunológica amplamente utilizado.

Os pesquisadores também mostraram que a eliminação de uma enzima staph nuclease que corta o DNA torna as bactérias ainda mais sensíveis à morte de macrófagos NET.

"Parece que patógenos extracelulares como o staph desenvolveram nucleases secretadas para que possam abrir caminho para fora desses TNEs - cortar a teia de aranha e escapar", disse Skaar.

O bloqueio da nuclease tornaria os patógenos mais suscetíveis à morte mediada por NET e pode ser uma boa estratégia de tratamento antibacteriano. Este tipo de abordagem "antivirulência" permitiria que células fagocíticas e outras células imunológicas fizessem seu trabalho e matassem as bactérias, disse Skaar.

"Os cientistas estão entusiasmados com a ideia de estratégias antivirulentas, porque sabemos muito sobre os mecanismos de virulência bacteriana e podemos descobrir formas criativas de inibi-los", disse ele. Os esforços farmacêuticos atuais, no entanto, concentram-se em drogas que matam diretamente as bactérias, em vez de atenuar sua virulência.

Monteith, Skaar e colegas continuam a explorar questões de NETose, incluindo como e quando os neutrófilos optam por esta forma de morte celular. Eles também estão interessados ​​em como as diferenças individuais em NETose - talvez devido à variação genética ou estados de doença - afetam a infecção. Em pessoas com certas doenças autoimunes, por exemplo, a redução da NETose pode aumentar a suscetibilidade a infecções por estafilococos.

Outros autores do artigo Science Advances incluem Jeanette Miller, Noel Maxwell e Walter Chazin, Ph.D.

 

.
.

Leia mais a seguir