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A sobrevivência do Bacillus anthracis: como essa bactéria sobrevive por décadas em ambientes extremos?
Bacillus anthracis, um bacilo gram-positivo, é a causa do antraz, uma doença mortal que pode ser fatal para o gado e ocasionalmente infectar humanos. Esta é a única bactéria absolutamente patogênica do gênero Bacillus, e sua infecção é zoonótica, transmitida de animais para humanos. A bactéria foi descoberta pelo médico alemão Robert Koch em 1876 e se tornou a primeira bactéria a ser verificada experimentalmente como um patógeno, e sua pesquisa forneceu evidências científicas importantes para a teoria do patógeno.
Esta bactéria demonstrou uma capacidade incrível de sobreviver em ambientes extremos, permanecendo até mesmo por décadas em condições adversas. O que exatamente o torna tão resiliente?
B. anthracis tem cerca de 3 a 5 mícrons de comprimento e 1 a 1,2 mícrons de largura e geralmente forma longas cadeias após o cultivo. No meio de cultura, colônias de cor branca ou creme com vários milímetros de largura serão formadas. A maioria das cepas de B. anthracis produz um revestimento protetor chamado cápsula, que aumenta ainda mais sua capacidade de escapar das respostas imunológicas. A cápsula é feita de ácido poli-D-gama-glutâmico, que permite que a bactéria se esconda do sistema imunológico do hospedeiro.
B. anthracis se alimenta de hemoglobina no sangue e usa duas glicoproteínas secretadas, IsdX1 e IsdX2, para adquirir ferro. Eles não apenas podem retirar a hemoglobina da matriz sanguínea, mas também podem levar ferro para dentro da célula por meio de proteínas da superfície celular. Uma vez em um ambiente adequado, os endósporos de B. anthracis serão imediatamente ativados e começarão a crescer, o que torna essa bactéria capaz de persistir na natureza.
A chave para a sobrevivência: endósporos
Os endósporos de B. anthracis são essenciais para sua sobrevivência e têm uma estrutura especial, incluindo uma parede celular espessa e múltiplas camadas de membranas. Essas estruturas permitem que os endósporos resistam ao calor, à dessecação e a muitos desinfetantes, e permaneçam viáveis mesmo após décadas ou séculos de ambientes extremos.
Estudos mostraram que os endósporos de B. anthracis podem sobreviver a temperaturas extremas e ambientes com poucos nutrientes, o que os torna potenciais armas biológicas.
Estrutura genética e patogenicidade
B. anthracis tem um cromossomo circular de aproximadamente 5.227.293 pb de comprimento e dois plasmídeos de DNA fita dupla exógenos, pXO1 e pXO2, que são fatores-chave em sua patogenicidade. Em particular, o plasmídeo pXO1 contém genes relacionados à toxina do antraz, e a expressão desses genes é regulada pela proteína transportadora.
Infecção e manifestações clínicas
A infecção não tratada por B. anthracis costuma ser fatal, e os sintomas da infecção variam dependendo da via de entrada. O antraz cutâneo é o mais comum, representando cerca de 95% dos casos, e eventualmente forma lesões necróticas pretas localizadas no local da infecção. A inalação de antraz é extremamente mortal e geralmente causa sintomas semelhantes aos de um resfriado, seguidos de problemas respiratórios graves.
Embora a vacina contra o antraz tenha sido desenvolvida em 1881 pelo químico francês Louis Pasteur, ainda existem diversas vacinas disponíveis hoje. No tratamento de infecções, antibióticos comumente usados, como penicilina e fluoroquinolonas, podem apresentar boa eficácia.
Técnicas de sobrevivência em evolução
Por meio do sequenciamento do genoma completo, a história evolutiva do B. anthracis e sua relação com outras espécies bacterianas foram reveladas mais claramente. O genoma do B. anthracis é muito consistente, com relativamente poucas mutações, o que também faz com que ele evolua relativamente lentamente. Tais características permitem que B. anthracis ajuste efetivamente sua estratégia de sobrevivência ao enfrentar desafios ambientais.
As interações entre as células de B. anthracis e o sistema imunológico são extremamente complexas e demonstram a capacidade da bactéria de modular a resposta imune do hospedeiro. Essas estratégias de sobrevivência, sem dúvida, permitem que ele demonstre forte resiliência e adaptabilidade em biologia.
Com o avanço da ciência, nossa compreensão sobre B. anthracis continuou a se aprofundar, mas essa bactéria ainda representa uma grande ameaça. Desde os tempos antigos até o presente, realmente entendemos seu modo de sobrevivência?
