Piqueniques noturnos em um parque, cervejas ao entardecer à beira do lago e noites quentes com as janelas abertas são apenas algumas das delícias do meio do verão. Mas, à medida que o anoitecer cai, uma das criaturas mais enfurecedoras do planeta se agita: o mosquito. As atividades ao ar livre são abandonadas em um frenesi de coçar o tornozelo e o sono é perturbado quando nós, infelizes, golpeamos a fonte choramingante de nosso tormento.
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É claro que todos esses desconfortos não são nada comparados aos danos que os mosquitos fazem como transmissores de doenças como malária, dengue ou febre amarela. Segundo a Organização Mundial da Saúde, a febre amarela transmitida por mosquitos causa mais de 30.000 mortes anualmente.
Mas agora, na batalha em curso entre humanos e mosquitos, poderíamos apenas ter ganho a vantagem. Cientistas da Texas A & M University acreditam ter encontrado uma maneira de enganar os sanguessugas, enganando-os a decidir não nos morder, e seus principais aliados nesse ardil são os bilhões de bactérias que vivem em nossa pele.
As bactérias "conversam" umas com as outras usando um sistema químico chamado quorum sensing. Essa comunicação célula-a-célula é usada para controlar ou impedir comportamentos específicos dentro de uma comunidade, como enxames ou produção de biofilme, como a formação de placa em nossos dentes. Para iniciar uma conversa, as bactérias produzem compostos que contêm mensagens bioquímicas específicas. Quanto mais desses compostos são produzidos, mais concentrada se torna a mensagem, até atingir um limiar que causa uma resposta de grupo. É mais provável que os comportamentos ocorram à medida que a mensagem fica "mais barulhenta" - e isso facilita que outros organismos escutem a tagarelice bacteriana.
“Até as pessoas respondem a moléculas que detectam quorum”, diz Jeffery K. Tomberlin, ecologista comportamental da Texas A & M. “Por exemplo, se algo está se decompondo, existem moléculas que detectam quorum que são liberadas nesse processo e que nos dizem não é um bom ambiente. ”
Digite o mosquito. Trabalhos anteriores sugerem que fatores como o volume de dióxido de carbono que exalamos, a temperatura corporal, o odor corporal e até mesmo a cor de nossas roupas podem influenciar o quão atraentes somos para os insetos sanguinários. Segundo Tomberlin, os mosquitos também podem invadir sistemas de comunicação bacteriana usando quimiorreceptores em suas antenas, mais ou menos como os decifradores da Segunda Guerra Mundial interceptando uma transmissão criptografada: “Seu sistema de radar é extremamente sensível e pode captar essas mensagens que estão ocorrendo. E eles têm o equipamento que lhes permite interromper essas mensagens ”, diz ele.
Evolutivamente falando, o quorum sensing sempre ocorreu na natureza, e os mosquitos desenvolveram a capacidade de perceber esses caminhos de comunicação por meio da seleção natural. Os mosquitos se beneficiam desse hacking, recolhendo informações sobre a qualidade de um hospedeiro de sangue e sendo seletivos sobre quem são seus alvos. Mas as vias de comunicação bacteriana continuam a evoluir, resultando em uma corrida entre organismos competidores - de um lado, as bactérias estão produzindo mensagens e, do outro, os mosquitos estão tentando interpretá-las.
“Seu oponente está sempre mudando a criptografia do código. Você tem que quebrar esse código, e sua sobrevivência depende disso ”, diz Tomberlin. Sabendo que a comunicação microbiana pode afetar a atração do mosquito, Tomberlin e seus colegas da Texas A & M - incluindo Craig Coates, Tawni Crippen e pesquisador de pós-graduação Xinyang Zhang - mostraram que os humanos podem hackear os hackers e influenciar se os mosquitos decidem nos morder.
Staphylococcus epidermidis é uma entre mais de mil espécies bacterianas que ocorrem comumente na pele humana. A equipe usou uma forma mutante de S. epidermidis, na qual eles excluíram o mecanismo genético que codifica seu sistema de quorum sensing. Com as vias bioquímicas da bactéria interrompidas, o "equipamento de vigilância" dos mosquitos não podia mais espiar.
Uma visão microscópica da bactéria da pele comum Staphylococcus epidermidis . (David Scharf / Corbis) A equipe então realizou uma série de experimentos usando alimentadores de sangue, que foram cobertos com pano estéril tratado com mutantes silenciados ou bactérias selvagens não modificadas. A equipe comparou a atratividade dos alimentadores com o mosquito Aedes aegypti, o principal agente transmissor da febre amarela.
Os alimentadores de sangue consistiam em um frasco de cultura selado com um filme de parafina que os mosquitos podiam penetrar. Um milímetro de sangue de coelho foi injetado entre o filme e o frasco de cultura, e água quente foi bombeada através do balão para manter o sangue na temperatura média do corpo. A equipe colocou alimentadores dentro de gaiolas de plástico transparente contendo 50 mosquitos e os deixou nas gaiolas por 15 minutos. Eles gravaram o comportamento dos insetos em vídeo, permitindo que eles contassem o número de mosquitos em alimentação a cada minuto.
A equipe testou diferentes cenários, como colocar alimentadores de sangue tratados com bactérias selvagens ou mutantes em gaiolas separadas e, em seguida, colocar os dois tipos de bactérias na mesma gaiola ao mesmo tempo. Quando dada uma escolha, “duas vezes mais mosquitos foram atraídos para o tipo selvagem no alimentador de sangue, em vez de o mutante em um alimentador de sangue”, diz Tomberlin.
Com base nessas descobertas, que estão sendo preparadas para apresentação ao PLOS One, a equipe acredita que a inibição das comunicações bacterianas poderia levar a novos métodos para dissuadir os mosquitos que seriam mais seguros do que os repelentes químicos agressivos, como o DEET. Isso pode ter implicações importantes para reduzir a disseminação de doenças transmitidas por mosquitos, como a febre amarela. “As bactérias são nossa primeira linha de defesa e queremos incentivar sua proliferação. No entanto, talvez possamos produzir repelentes naturais que nos permitirão mentir para os mosquitos ", diz Tomberlin." Podemos querer modificar as mensagens que estão sendo lançadas que dirão a um mosquito que não somos um bom hospedeiro, em vez de desenvolver produtos químicos que podem ser prejudiciais às nossas bactérias em nossa pele, ou a nossa própria pele. ”
Tomberlin observa que a manipulação de conversas bacterianas pode ter muitas outras aplicações, e que estas estão sendo ativamente estudadas em outras instituições. Em termos de aplicações de saúde, o bloqueio da comunicação entre bactérias nos pulmões de pacientes com fibrose cística pode levar a novos tratamentos para a doença. E na indústria de energia, inibir a detecção de quorum pode reduzir a corrosão do oleoduto causada por micróbios.
Pesquisadores como Thomas K. Wood, da Universidade Estadual da Pensilvânia, Rodolfo García-Contreras, da Universidade Nacional Autônoma do México, e Toshinari Maeda, do Instituto de Tecnologia de Kyushu, são líderes em pesquisa de quorum sensing. De acordo com Wood, os esforços para manipular a comunicação bacteriana precisam explicar as técnicas sofisticadas de contra-espionagem dos micróbios: "Também estamos tentando entender como as bactérias evoluem para resistir aos novos tipos de compostos projetados para impedir que as bactérias falem", diz ele.
Então, agora, para os mosquitos e para a ciência, a corrida pela quebra de códigos está ativa.
