O Endossimbiontes em Células de Insetos

Fundação Centro de Ciências e Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro[pic 1]

Centro de Educação Superior a Distância do Estado do Rio de Janeiro

Curso de Licenciatura em Ciências Biológicas – CEDERJ

Endossimbiontes em células de insetos

Introdução

Nos anos 1960, foi desenvolvida por Lynn Margullis a teoria endossimbiótica, que teve origem em uma comunidade de bactérias em interação. Com essa teoria, Margulis pretendia resolver um dos maiores mistérios da biologia evolutiva: a origem da célula eucariota.

A teoria da endossimbiose sugere que as mitocôndrias se originaram a partir da endocitose desenvolvida por um ancestral das células eucariotas de bactérias aeróbicas e os cloroplastos da encocitose de bactérias fotossintetizantes. Esse relacionamento se tornou muito importante e benéfico para as células. A simbiose ocorreu no período em que a atmosfera começou a demonstrar um acúmulo de oxigênio e começaram a surgir na Terra, organismos aeróbicos que possuíam uma maior capacidade de produzir energia.

Os microrganismos endossimbióticas podem ser encontrados em diversas espécies de artrópodes terrestres, as mais importantes são: Wolbachia sp., Rickettsia sp. e Cardinium sp., a Wolbachia (WB) é a que mais se destaca atualmente. Acontece que a infecção causada por essa bactéria pode influenciar a espécie infectada. Na figura 1, podemos observar a linha do tempo que apresenta descobertas e marcos importantes sobre a WB.

[pic 2]

Figura 1: Descobertas e marcos importantes sobre a Wolbachia

Disponível em: https://www.thelancet.com/journals/laninf/article/PIIS1473-3099(15)00091-2/fulltext 

De acordo com a hipótese de Margulis, o organismo aeróbico teria feito o uso do oxigênio tóxico para o organismo anaeróbico que  consumiria a comida para o organismo aeróbico. A teoria endossimbiótica é composta por muito mais detalhes e indícios do que os escritos nesta introdução, segundo Margulis, o importante é que a teoria da endossimbiose se refere à origem de novos organismos e também de novas espécies através da simbiose que poderá ser permanente ou de longo prazo.  

Wolbachia

A Wolbachia (WB) é uma bactéria intracelular obrigatória, o que significa que ela consegue sobreviver fora de um ambiente celular. Supõe-se que a WB contamina cerca de 45-70% dos artrópodes, e é tida como a bactéria mais abundante do mundo. Há especulações sobre esta disseminação e a forma como a WB se adaptou em espécies de artrópodes, seja pelo fato do filo Arthropoda dispor de uma enorme variedade de espécies e indivíduos, tendo em seu filo aproximadamente um milhão de espécies classificadas.

No momento atual, a WB possui um grande destaque por causa de algumas linhagens serem consideradas um procedimento que controla doenças e pragas agrícolas, causando impactos econômicos. No que se refere aos procedimentos de controle de doenças, acredita-se que a WB contamina espécies de nematódeos e são fundamentais para a sua sobrevivência, por isso as pessoas que são parasitadas por nematódeos recebem tratamento com antibióticos, ao invés de antiparasitários, pois podem provocar efeitos não desejados para o indivíduo.

A Wolbachia possuem características morfológicas específicas como a presença de parede celular, cromatina dispersa, um elevado número de ribossomos e uma membrana celular extra, originário da membrana celular do hospedeiro, característica comum em organismos endossimbiontes. A WB é uma bactéria gram-negativa, aeróbica, intracelular obrigatória, e são encontradas normalmente em tecidos reprodutivos de seu hospedeiro. A principal forma de transmissão dessa bactéria é por via materna, ainda que estudos filogenéticos mostrarem que já houve transmissões horizontais. Na figura 2, podemos observar a célula de um inseto sendo contaminada por três WB.

[pic 3]

Figura 2: célula de um inseto sendo contaminada por três WB.

Disponível em: https://www.worldmosquitoprogram.org/sobre-o-metodo-wolbachia 

Não é por acaso que as bactérias Wolbachia são encontradas nos tecidos reprodutivos, elas possuem a capacidade de modificar os aspectos reprodutivos de seus hospedeiros como a partenogênese, feminização, morte dos machos e incompatibilidade citoplasmática, sendo o último citado, o efeito que é mais frequentemente encontrado, estudado e descrito em mosquitos. Todos esses aspectos influenciam nas fêmeas, já que são responsáveis por transportar a bactéria para a prole.  A Wolbachia pode provocar alterações na fecundidade e fertilidade de algumas espécies, essas alterações dependem da cepa de Wolbachia e de seu hospedeiro.

Por causa do fenômeno da incompatibilidade citoplasmática Wolbachia é considerada como um provável instrumento para o controle populacional de mosquitos.   

Relação da Wolbachia com a Dengue

A dengue é uma doença infecciosa aguda, que pode causar sintomas leve ou grave, dependendo de algumas condições, como o vírus envolvido, se o individuou já foi contaminado anteriormente pelo vírus da dengue e histórico de doenças crônicas, como diabetes, asma brônquica e anemia falciforme. O vírus da dengue é transmitido principalmente pelo mosquito Aedes aegypti, o parasita pertence à família dos Flavivírus e possui quatro sorotipos.

Atualmente, ainda não existem vacinas ou medicamentos que sejam efetivos para o combate do vírus da Dengue e os quatro sorotipos. O que se pode fazer a respeito é controlar o mosquito vetor, a única opção para prevenir a transmissão do vírus. Recentemente encontraram uma nova técnica de biocontrole utilizando a bactéria endossimbiótica Wolbachia, que vem sendo estudada e desenvolvida para impossibilitar a replicação do vírus.

A Wolbachia é uma bactéria que pode intermediar uma proteção antiviral para seu hospedeiro. Foi comprovado em estudos que a presença da WB compreende dois resultados distintos sobre os vírus. O primeiro resultado relevante foi observado a concentração dos vírus nas moscas, no qual as moscas contaminadas apresentaram uma diminuição ou atraso do vírus nos tecidos. No segundo resultado foi observada a mortalidade coordenada pelo vírus, onde assim como o primeiro resultado, foram diminuídas ou atrasadas.