Arqueias parasitas alteram o metabolismo dos hospedeiros

A presença de micróbios parasitas foi, pela primeira vez, associada a uma alteração literal do metabolismo dos seus hospedeiros.

Os responsáveis são minúsculas arqueias parasitas da espécie Candidatus Nanohaloarchaeum antarcticus, que parasitam outros organismos unicelulares: a espécie hospedeira de arqueia Halorubrum lacusprofundi.

Os investigadores descobriram ainda que estes parasitas são extremamente selectivos quanto aos recursos que retiram do organismo do hospedeiro.

“Por outras palavras”, afirma Joshua Hamm, microbiologista marinho do Real Instituto Neerlandês de Investigação Marinha (NIOZ), “Ca. N. antarcticus é um comedor exigente.”

Arqueias parasitas e o hospedeiro Halorubrum lacusprofundi

As arqueias são organismos unicelulares semelhantes às bactérias, mas pertencem a um domínio de seres vivos inteiramente distinto. Ca. N. antarcticus integra um grupo de arqueias conhecido como DPANN - arqueias pequenas. Algumas delas parasitam outros organismos unicelulares, extraindo os lípidos dos hospedeiros para os usar como materiais de construção das suas próprias membranas.

Há alguns anos, uma equipa científica descobriu que Ca. N. antarcticus não parasita um micróbio qualquer: depende especificamente, e de forma surpreendente, de H. lacusprofundi para obter lípidos e outros metabolitos que não consegue produzir por si própria.

Liderada pela microbiologista do NIOZ Su Ding, uma equipa de investigadores examinou ambos os organismos muito mais detalhadamente, para compreender melhor a dependência de Ca. N. antarcticus. O trabalho consistiu em analisar os lípidos, ou compostos gordos, presentes tanto em pares hospedeiro-parasita como em exemplares de H. lacusprofundi que não tinham sido parasitados por Ca. N. antarcticus.

Esta análise só foi possível graças a uma nova técnica analítica desenvolvida por Ding, que permitiu aos investigadores observar todos os lípidos existentes, incluindo aqueles que ainda não tinham sido identificados. Os métodos anteriores apenas possibilitavam a detecção de lípidos quando os cientistas já sabiam o que procuravam.

Como Ca. N. antarcticus escolhe os lípidos

Os resultados foram inesperados. Em primeiro lugar, os parasitas analisados não retiravam indiscriminadamente todos os lípidos dos hospedeiros. Verificou-se que seleccionavam apenas determinados compostos para o seu próprio uso, deixando os restantes intactos. São, de facto, comedores exigentes.

Em segundo lugar, o metabolismo de H. lacusprofundi revela diferenças acentuadas entre indivíduos parasitados e não parasitados. As quantidades de lípidos presentes variam num micróbio parasitado: verifica-se uma redução significativa dos lípidos aproveitados por Ca. N. antarcticus, mas também um aumento de outros lípidos no diminuto corpo do hospedeiro.

Alterações metabólicas e defesa do hospedeiro

Segundo os investigadores, isto será provavelmente uma resposta à maior carga metabólica causada pela presença do parasita. Além disso, a espécie hospedeira possui uma membrana invulgar para uma arqueia. Embora esta característica dê a H. lacusprofundi uma vantagem ecológica por ser mais eficiente em termos energéticos, poderá também permitir que o parasita mantenha as suas exigentes preferências por gorduras.

Os investigadores observaram igualmente que algumas mudanças na composição da membrana dos hospedeiros infectados podem constituir uma resposta defensiva contra o parasita.

Serão necessários mais estudos para compreender os mecanismos subjacentes tanto à selecção de lípidos pelo parasita como à resposta defensiva do hospedeiro. Ainda assim, o simples facto de se saber que uma arqueia parasita consegue alterar o metabolismo do seu hospedeiro tem implicações interessantes.

Os investigadores afirmam que o reforço das defesas e a alteração da produção de lípidos perante um parasita poderão afectar a forma como o hospedeiro reage a outras influências externas, como mudanças de temperatura ou dos níveis de acidez.

“[A descoberta] não só lança uma primeira luz sobre as interacções entre diferentes arqueias; como também oferece uma perspectiva totalmente nova sobre os fundamentos da ecologia microbiana”, afirma Hamm.

“Em especial, demonstrámos agora que estes micróbios parasitas conseguem afectar o metabolismo de outros micróbios, o que, por sua vez, poderá modificar a sua capacidade de responder ao ambiente. Será necessário trabalho futuro para determinar em que medida isto poderá afectar a estabilidade da comunidade microbiana em condições de mudança.”

A investigação da equipa foi publicada na revista Nature Communications.