Uma equipa de cientistas liderada pelo líder do grupo Laboratório Europeu de Biologia Molecular (EMBL), Nassos Typas, revelou novos detalhes das estratégias de sobrevivência da Salmonella. Os investigadores analisaram as interações proteicas em células infetadas por Salmonella para identificar os diversos processos biológicos da célula hospedeira que a bactéria utiliza.

A Salmonella tem como alvo e modifica as proteínas celulares, com a ajuda das chamadas proteínas efetivas que injeta nas células hospedeiras. Ao todo, a Salmonella é conhecida por libertar mais de 30 proteínas efetivas em células infetadas para sequestrar nutrientes e proteger-se. No entanto, as funções de muitas destas proteínas, e com as quais as proteínas das células hospedeiras interagem, são em grande parte desconhecidas.

Para encontrar estas interações enigmáticas, os cientistas da EMBL criaram 32 estirpes de Salmonella geneticamente, adicionando etiquetas de identificação a proteínas de Salmonella individuais – atribuindo uma proteína em cada estirpe bacteriana. As etiquetas de identificação funcionam como um cabo que os cientistas podem agarrar nas suas experiências. Esta abordagem de modificar as proteínas efetivas diretamente no seu hospedeiro é uma descoberta. Permite que os investigadores capturem as proteínas bacterianas depois de terem sido segregadas em células infetadas, e retirá-las juntamente com quaisquer proteínas das células hospedeiras que estejam ligadas a elas. Estas proteínas em interação são então identificadas usando uma técnica chamada espectrometria em massa.

"A nova abordagem tem muitos benefícios em relação a estratégias experimentais anteriores. Em particular, caracteriza todo o conjunto de interações proteicas entre a proteína hospedeira e patogénica em células infetadas com um agente patogénico vivo, assemelhando-se muito ao que ocorre num organismo hospedeiro sobre a infeção de Salmonella", diz Joel Selkrig, cientista do grupo Typas e um dos dois principais autores do estudo.

Usando a sua nova abordagem, os cientistas do EMBL identificaram 421 interações anteriormente desconhecidas entre as proteínas da salmonela e as proteínas das células hospedeiras – juntamente com 25 interações que tinham sido descritas anteriormente.

"Descobrimos que vários efetores de Salmonella interagem fisicamente com várias proteínas que a célula hospedeira usa para transportar o colesterol. Desta forma, o tráfico de colesterol pode ser sequestrado para os próprios fins de Salmonella", diz Philipp Walch, que recentemente completou o doutoramento na EMBL Heidelberg e partilha a primeira autoria do estudo com Joel.

Imagem de microscopia de fluorescência de uma célula e representação simbólica de uma rede de proteínas
Créditos: Aleksandra Krolik/EMBL

O colesterol é um componente essencial das membranas biológicas que rodeiam as nossas células e as estruturas dentro delas. A Salmonella usa o colesterol para modificar a composição dos sacos de membrana que a rodeiam, potencialmente tornando a membrana mais rígida e reforçando a barreira que separa Salmonella dos sistemas de deteção celular e defesa, que estão presentes no citoplasma da célula hospedeira.

Os cientistas também encontraram novas pistas de como duas outras estratégias de sobrevivência funcionam. Uma dessas estratégias é remodelar a rede de fibras proteicas que são usadas para transportar material dentro da célula. Outra estratégia envolve interferir com a função de uma proteína celular hospedeira que media os contactos entre membranas para facilitar a troca de lípidos e pequenas moléculas. Ambas as estratégias podem ajudar a Salmonella a fortalecer o seu escudo protetor de membrana e evitar a deteção pelos sistemas de defesa da célula hospedeira.

Os resultados recentes seguem uma pesquisa publicada pelo grupo Typas em 2020, na qual os investigadores descreveram como a infeção por Salmonella pode levar a uma forma inflamatória de morte celular. O estudo atual envolveu cientistas do EMBL e colegas do Imperial College de Londres, Reino Unido; O Centro Helmholtz de Investigação de Infeções em Braunschweig, Alemanha; e Laboratórios Rocky Mountain em Hamilton, Montana, EUA – parte do Instituto Nacional de Alergia e Doenças Infeciosas.