A tripulação da Crew 10 da Estação Espacial Internacional (ISS) recebeu um pacote surpreendente no ano passado. Este, entregue pela nave de reabastecimento NG-13 Cygnus, continha uma mistura de vírus e bactérias! Fique tranquilo, os astronautas não temiam nada. A mistura, congelada a -80° C, foi colocada em tubos herméticos feitos de ródio, um metal raro conhecido por sua resistência e resistência à corrosão.
“A luta entre fagos e bactérias segue os mesmos princípios no espaço e na Terra?”
E acima de tudo, os vírus transmitidos são inofensivos para os seres humanos: são bacteriófagos (ou fagos), ou seja, vírus que infectam apenas bactérias e não células humanas. “Os fagos e as bactérias travam uma luta implacável pela sobrevivência. Por um lado, as bactérias desenvolvem defesas contra os fagos; por outro, os fagos desenvolvem novas formas de contornar essas defesasdiz Ciência e Futuro Srivatsan Raman, professor associado do departamento de bioquímica da Universidade de Wisconsin-Madison, nos Estados Unidos, e chefe do laboratório que enviou as amostras à ISS. Ficamos nos perguntando se no espaço essa luta entre fagos e bactérias obedecia aos mesmos princípios observados na Terra. Para descobrir, entregamos amostras da bactéria Escherichia coli à ISS, respeitando os protocolos de segurança estabelecidos pela NASA, algumas das quais estavam infectadas com fagos T7 específicos desta estirpe..
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Depois de entregues as amostras, os astronautas só precisaram aquecer os tubos a 37° C, e deixá-los agir por diferentes períodos de tempo. Alguns foram assim incubados por algumas horas e outros por cerca de vinte dias. Depois foram todos congelados novamente e enviados de volta ao laboratório de Srivatsan Raman para que a equipe pudesse compará-los com amostras idênticas deixadas para trás. Resultado? Na microgravidade, os fagos demoram muito mais para infectar suas presas do que na Terra. “No nosso planeta, em apenas 4 horas, os fagos T7 multiplicam-se exponencialmente, passando de algumas unidades para 10 milhões de cópias, enquanto dizimam as colónias deEscherichia coli. Mas no espaço algumas horas não são suficientes, testemunha Srivatsan Raman, coautor do estudo publicado este mês na PLOS Biology. Foi apenas em amostras incubadas durante 23 dias que a multiplicação dos fagos foi observada”..
Fagos modificados em microgravidade são mais eficazes no combate a bactérias na Terra
Essa lentidão pode ser explicada pela ausência de convecção na microgravidade, o que limita os encontros entre fagos e bactérias. Na verdade, sem os movimentos naturais dos fluidos induzidos pela gravidade, os fagos e as bactérias vagam como navios sem vento, retardando a infecção. Outro efeito da microgravidade, desta vez em nível molecular, os fagos e bactérias sofreram mutações diferentes das amostras terrestres.
Não surpreendentemente, os fagos na estação espacial acumularam gradualmente mutações específicas que poderiam aumentar a sua capacidade de se ligarem às células bacterianas. Ao mesmo tempo, o Escherichia coli da estação espacial acumularam mutações que poderiam protegê-los contra fagos e melhorar sua capacidade de sobreviver em condições de quase ausência de peso. Tal como na Terra, a corrida armamentista evolutiva entre fagos e bactérias continua, portanto, no espaço.
Além disso, a equipe da Universidade de Wisconsin-Madison descobriu um fenômeno interessante: os fagos modificados na microgravidade tornam-se mais eficazes no combate às bactérias na Terra. “Criamos bibliotecas de fagos combinando as mutações mais bem-sucedidas identificadas no espaço e na Terra. E as testamos em colônias de bactérias causadoras de doenças, indica o pesquisador americano. Fagos com mutações derivadas de microgravidade foram 100 vezes melhores em infectar cepas deEscherichia coli responsável por infecções urinárias e resistente a fagos normais. Por outro lado, os fagos com mutações terrestres não apresentaram melhora.”
Com base nestes resultados, a equipe pretende realizar novos experimentos a bordo da ISS. Ela quer testar outras cepas bacterianas contra fagos, como bactérias capazes de se mover e que poderiam resistir melhor misturando elas próprias o ambiente. Prevê também reduzir os ciclos de congelamento/descongelamento, que alteraram algumas amostras, e estudar tempos intermédios, entre 4 horas e 23 dias, para afinar os mecanismos em jogo. “O espaço não é apenas um local de exploração, mas também um laboratório único de biologia”conclui Srivatsan Raman.