Cientistas da Northwestern Medicine revelaram um mecanismo inédito utilizado pela bactéria Neisseria gonorrhoeae, responsável pela gonorreia, para evitar a detecção pelo sistema imunológico e promover infecções generalizadas. O estudo foi publicado na revista Proceedings of the National Academy of Sciences.

A gonorreia é uma das infecções sexualmente transmissíveis mais comuns e, se não tratada rapidamente com antibióticos, pode resultar em infertilidade, sepse e complicações na gravidez.

Mecanismo de variação antigênica

O gene PilE da N. gonorrhoeae codifica a proteína PilE, que é uma subunidade do pilus tipo IV, uma estrutura semelhante a pelos encontrada na superfície da bactéria. A expressão de variantes da proteína PilE ocorre por meio do processo de variação antigênica do pilin, permitindo que a bactéria evite o sistema imunológico e infecte células hospedeiras saudáveis.

“Esse sistema permite que a bactéria altere continuamente a sequência da proteína pilin, de modo que as respostas imunológicas não consigam reconhecer esse importante antígeno, o pilin, e impedir a reinfecção”, afirmou Hank Seifert, Ph.D., professor de Pesquisa Biomédica e Microbiologia-Imunologia, que foi o autor sênior do estudo.

Mecanismos moleculares em foco

Até o momento, os mecanismos moleculares que impulsionam a variação antigênica do pilin permaneciam desconhecidos, segundo Seifert. Os pesquisadores utilizaram diversas abordagens para estudar linhagens bacterianas de N. gonorrhoeae e descobriram que dois sistemas conservados de restrição-modificação quebram sequências de DNA submetiladas (locais 5′-CCGG) dentro de um pequeno subconjunto de células no gene pilE e nas cópias silenciosas pilS. Essa quebra é um processo crucial na variação antigênica do pilin.

Além disso, os cientistas constataram que essa quebra reduz a aptidão bacteriana, ou seja, a capacidade da bactéria de se adaptar e sobreviver em determinados ambientes, sugerindo um “trade-off” entre a diversificação bacteriana e o crescimento.

“Por um lado, você aumenta a adaptabilidade e, por outro, diminui a aptidão”, comentou Selma Metaane, PharmD, Ph.D., pós-doutoranda no Departamento de Microbiologia-Imunologia e autora principal do estudo.

Implicações do estudo

Este estudo revela um papel anteriormente desconhecido para as enzimas de restrição na condução da variação antigênica em N. gonorrhoeae. “É importante porque mostra que esses dois módulos de defesa têm uma outra finalidade: eles foram cooptados para realizar variação antigênica, ao invés de desempenhar o papel padrão de proteger as bactérias de vírus bacteriófagos invasores ou de outros DNAs estrangeiros. Portanto, combina dois sistemas bem estabelecidos que não se sabia que estavam vinculados antes”, destacou Seifert.