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Cientistas finalmente encontraram uma resposta para um dos grandes mistérios sobre a mais mortal das bactérias, a Staphylococcus aureus, e por que ela ataca principalmente humanos, e não animais - alguns humanos são especialmente suscetíveis a bactéria, que mata 100 mil norte-americanos por ano, muito mais que qualquer outro micróbio.
Num estudo divulgado na última quarta-feira, pesquisadores da Universidade Vanderbilt relatam que o estafilococo evoluiu para focar em regiões específicas da hemoglobina humana, de forma a estourar a molécula e se alimentar do ferro em seu interior.
As pessoas resistentes ao estafilococo, eles suspeitam, podem ter leves variações genéticas que ajustam as regiões da hemoglobina buscadas pela bactéria, tornando-as impenetráveis ao ataque. O estudo é parte de uma visão mais geral sobre genes e doenças.
Com novas ferramentas para examinar em detalhes as leves variações genéticas, pesquisadores estão se perguntando por que algumas pessoas pegam certas doenças e outras não, e por que alguns morrem de doenças que outros simplesmente ignoram.
Com o estafilococo, por exemplo, 30% da população carrega a bactéria em seus narizes, sem mostrar sinais de infecção.
Especialistas em estafilococos dizem que a descoberta, publicada na edição de 16 de dezembro de Cell Host & Microbe, responde muitas perguntas sobre a bactéria e indica novas direções para pesquisas.
"É um trabalho impressionante", disse Frank DeLeo, chefe de patogênese bacteriana humana no Instituto Nacional de Alergias e Doenças Infecciosas. "Isso está movendo toda a área para frente."
O trabalho começou em 2002, quando Eric P. Skaar era estudante de pós-doutorado e fascinado pelo estafilococo. "Essa bactéria é a pior ameaça à saúde pública", afirmou ele. "Ela é a principal causa de infecções cardíacas e de pele, a principal causa de infecções em tecidos moles. É uma grande causa de pneumonia. É a causa número um das infecções hospitalares", completou.
A bactéria pode estabelecer residência em qualquer tecido do corpo, acrescentou ele. O estafilococo, segundo Skaar, "é como se fosse um bicho sinistro". Porém, como todos os organismos, ele precisa de ferro, e Skaar imaginava como ele o obtinha. A resposta, conforme descobriu, é que a bactéria "estoura glóbulos vermelhos e agarra o ferro".
Agora, como professor-associado na Vanderbilt, Skaar fez uma pergunta que ninguém jamais havia pensado em fazer: Será que a bactéria gosta de algumas hemoglobinas mais do que outras? Ele criou estafilococos nos laboratórios, dando-lhes sangue de diferentes animais, de ratos a babuínos a seres humanos.
Eles definitivamente preferiam sangue humano, relatou Skaar no novo artigo, mas havia também uma clara tendência: quanto mais alto o animal estava na escala evolutiva, mais a bactéria gostava de seu sangue.
Então Skaar e seus colegas encontraram a proteína do estafilococo que se prende à hemoglobina, e descobriram que ela se agarra a segmentos da proteína sanguínea que existem especificamente em humanos Ela pode se prender a segmentos similares em hemoglobinas animais, mas com menos avidez.
Finalmente, os pesquisadores infectaram duas classes de ratos. Uma tinha ratos comuns de laboratório, com hemoglobina normal de ratos. A outra tinha hemoglobina metade humana e metade rato. A classe com hemoglobina de humanos e ratos teve 10 vezes mais bactérias crescendo em seus órgãos Isso explica por que é tão frustrante estudar infecções por estafilococos em ratos, disse Mark S. Smeltzer, da Universidade do Arkansas.
Pesquisadores usam ratos, que são baratos e prontamente disponíveis, para estudar tratamentos e vacinas contra a bactéria. Mas sempre foi muito difícil infectá-los - os cientistas precisam injetar neles uma quantidade tão grande de bactéria que, segundo Smeltzer, "tudo acaba ficando irreal".
A quantidade era imensamente maior do que o necessário para muitas, se não a maioria, das infecções em humanos, explicou ele.
O novo estudo explicou por que e sugeriu uma maneira de contornar o problema: usar ratos com hemoglobina humana, disse Smeltzer.
Porém, para Skaar, o resultado também sugeriu uma resposta a uma das questões mais prementes sobre infecções por estafilococos em humanos: por que 1/3 da população tem a bactéria no nariz e não fica doente, enquanto para os outros, uma infecção por estafilococo pode ser fatal? "Na minha opinião, essa é a pergunta mais importante sobre a biologia do S. aureus atualmente", afirmou Skaar.
Seu trabalho, segundo ele, sugere a existência de fatores genéticos que determinam a suscetibilidade a infecções entre espécies.
Existiriam também fatores genéticos que determinam a suscetibilidade dentro de uma espécie, a espécie humana? Ele tem uma forma de descobrir.
Existem pequenas diferenças genéticas bem caracterizadas em hemoglobinas em meio a diferentes pessoas. E o Centro de Medicina Vanderbilt possui um banco de genes com o DNA de milhares de seus pacientes.
Skaar está usando esse banco para examinar os genes da hemoglobina de todos os pacientes que tiveram infecções por estafilococos, e compará-los às sequências de genes de pacientes que não foram infectados.
Ele espera que, caso haja variações entre hemoglobinas humanas que determinem a suscetibilidade à bactéria, ele provavelmente as encontrará.
Sua esperança, disse Skaar, é que no futuro um paciente entre num hospital e, como parte de um pré-atendimento de rotina, os médicos determinem, pela hemoglobina da pessoa, se devem se preocupar com o estafilococo.
Aqueles que fossem suscetíveis receberiam antibióticos intravenosos antes de procedimentos de risco, como cirurgias. "Essa é a possibilidade mais instigante", afirmou Skaar. "Simplesmente saber que você é mais suscetível seria de grande valor", completou.
Terra
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Num estudo divulgado na última quarta-feira, pesquisadores da Universidade Vanderbilt relatam que o estafilococo evoluiu para focar em regiões específicas da hemoglobina humana, de forma a estourar a molécula e se alimentar do ferro em seu interior.
As pessoas resistentes ao estafilococo, eles suspeitam, podem ter leves variações genéticas que ajustam as regiões da hemoglobina buscadas pela bactéria, tornando-as impenetráveis ao ataque. O estudo é parte de uma visão mais geral sobre genes e doenças.
Com novas ferramentas para examinar em detalhes as leves variações genéticas, pesquisadores estão se perguntando por que algumas pessoas pegam certas doenças e outras não, e por que alguns morrem de doenças que outros simplesmente ignoram.
Com o estafilococo, por exemplo, 30% da população carrega a bactéria em seus narizes, sem mostrar sinais de infecção.
Especialistas em estafilococos dizem que a descoberta, publicada na edição de 16 de dezembro de Cell Host & Microbe, responde muitas perguntas sobre a bactéria e indica novas direções para pesquisas.
"É um trabalho impressionante", disse Frank DeLeo, chefe de patogênese bacteriana humana no Instituto Nacional de Alergias e Doenças Infecciosas. "Isso está movendo toda a área para frente."
O trabalho começou em 2002, quando Eric P. Skaar era estudante de pós-doutorado e fascinado pelo estafilococo. "Essa bactéria é a pior ameaça à saúde pública", afirmou ele. "Ela é a principal causa de infecções cardíacas e de pele, a principal causa de infecções em tecidos moles. É uma grande causa de pneumonia. É a causa número um das infecções hospitalares", completou.
A bactéria pode estabelecer residência em qualquer tecido do corpo, acrescentou ele. O estafilococo, segundo Skaar, "é como se fosse um bicho sinistro". Porém, como todos os organismos, ele precisa de ferro, e Skaar imaginava como ele o obtinha. A resposta, conforme descobriu, é que a bactéria "estoura glóbulos vermelhos e agarra o ferro".
Agora, como professor-associado na Vanderbilt, Skaar fez uma pergunta que ninguém jamais havia pensado em fazer: Será que a bactéria gosta de algumas hemoglobinas mais do que outras? Ele criou estafilococos nos laboratórios, dando-lhes sangue de diferentes animais, de ratos a babuínos a seres humanos.
Eles definitivamente preferiam sangue humano, relatou Skaar no novo artigo, mas havia também uma clara tendência: quanto mais alto o animal estava na escala evolutiva, mais a bactéria gostava de seu sangue.
Então Skaar e seus colegas encontraram a proteína do estafilococo que se prende à hemoglobina, e descobriram que ela se agarra a segmentos da proteína sanguínea que existem especificamente em humanos Ela pode se prender a segmentos similares em hemoglobinas animais, mas com menos avidez.
Finalmente, os pesquisadores infectaram duas classes de ratos. Uma tinha ratos comuns de laboratório, com hemoglobina normal de ratos. A outra tinha hemoglobina metade humana e metade rato. A classe com hemoglobina de humanos e ratos teve 10 vezes mais bactérias crescendo em seus órgãos Isso explica por que é tão frustrante estudar infecções por estafilococos em ratos, disse Mark S. Smeltzer, da Universidade do Arkansas.
Pesquisadores usam ratos, que são baratos e prontamente disponíveis, para estudar tratamentos e vacinas contra a bactéria. Mas sempre foi muito difícil infectá-los - os cientistas precisam injetar neles uma quantidade tão grande de bactéria que, segundo Smeltzer, "tudo acaba ficando irreal".
A quantidade era imensamente maior do que o necessário para muitas, se não a maioria, das infecções em humanos, explicou ele.
O novo estudo explicou por que e sugeriu uma maneira de contornar o problema: usar ratos com hemoglobina humana, disse Smeltzer.
Porém, para Skaar, o resultado também sugeriu uma resposta a uma das questões mais prementes sobre infecções por estafilococos em humanos: por que 1/3 da população tem a bactéria no nariz e não fica doente, enquanto para os outros, uma infecção por estafilococo pode ser fatal? "Na minha opinião, essa é a pergunta mais importante sobre a biologia do S. aureus atualmente", afirmou Skaar.
Seu trabalho, segundo ele, sugere a existência de fatores genéticos que determinam a suscetibilidade a infecções entre espécies.
Existiriam também fatores genéticos que determinam a suscetibilidade dentro de uma espécie, a espécie humana? Ele tem uma forma de descobrir.
Existem pequenas diferenças genéticas bem caracterizadas em hemoglobinas em meio a diferentes pessoas. E o Centro de Medicina Vanderbilt possui um banco de genes com o DNA de milhares de seus pacientes.
Skaar está usando esse banco para examinar os genes da hemoglobina de todos os pacientes que tiveram infecções por estafilococos, e compará-los às sequências de genes de pacientes que não foram infectados.
Ele espera que, caso haja variações entre hemoglobinas humanas que determinem a suscetibilidade à bactéria, ele provavelmente as encontrará.
Sua esperança, disse Skaar, é que no futuro um paciente entre num hospital e, como parte de um pré-atendimento de rotina, os médicos determinem, pela hemoglobina da pessoa, se devem se preocupar com o estafilococo.
Aqueles que fossem suscetíveis receberiam antibióticos intravenosos antes de procedimentos de risco, como cirurgias. "Essa é a possibilidade mais instigante", afirmou Skaar. "Simplesmente saber que você é mais suscetível seria de grande valor", completou.
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