Sobrevivência e tolerância ao zinco como determinantes do controle da acidificação do fagossomo por bactérias do complexo Mycobacterium tuberculosis

Resumo

A tuberculose (TB) humana e animal é um dos maiores desafios em saúde pública. Anualmente, dez milhões de pessoas adoecem por TB e 1.6 milhões vem a óbito. A TB bovina possui também impacto devastador na pecuária e na conservação de animais selvagens, além de poder ser transmitida aos seres humanos. A TB é uma doença majoritariamente pulmonar que tem como célula alvo o macrófago. Ao longo da evolução, Mtb adquiriu diversos mecanismos de evasão da resposta imune dentro desta célula. O mais conhecido mecanismo descrito é a habilidade deste patógeno em impedir a acidificação do fagossomo. No projeto Jovem Pesquisador, nós descobrimosque uma das espécies do complexo M. tuberculosis (MTBC), o M. caprae, não consegue impedir a acidificação do fagossomo. A avaliação da sua expressão gênica global por RNA-Seq in vitrorevelou a expressão diferencial do regulon zur, um conjunto de genes regulado pelo fator de transcrição zur, que por sua vez responde ao nível de zinco (Zn2+) intracelular pela bactéria. Dentre alguns genes desse regulon, destacam-se genes relacionados a via metabólicas da biossíntese de lipídeos da parede celular, entre eles lipídeos responsáveis por impedir a acidificação do fagossomo e por proverem tolerância a antibióticos. Assim, os objetivos dessa proposta são: (i) identificar genes diferencialmente expressos e vias metabólicas ativas em Mtb, M. bovis e M. caprae durante crescimento in vitro em meios contendo diferentes níveis de zinco por meio de transcriptoma; (ii) avaliar a resistência e tolerância de Mtb, M. caprae e M. bovis ao zinco in vitro; (ii) avaliar acapacidade dessas mesmas espécies bacterianas pré-expostas a carência e ao excesso de zinco em impedir a acidificação do fagossomo durante a infecção no macrófago humano; (iii) realizarlipidômica comparativa entre as mesmas espécies bacterianas expostas a diferentes níveis de zinco para identificar lipídeos da parede celular modulados pela disponibilidade do íon e (iv) realizar uma análise de genômica comparativa para identificar genes com mutações deletérias em M. caprae que possam explicar o defeito no regulon zur. Com este estudo esperamos definir como a disponibilidade de zinco nos diferentes microambientes do ciclo de vida de espécies do MTBC é capaz de modular sua habilidade em resistir a resposta imune inata e aos antibióticos, identificando potenciais alvos gênicos de interesse para o desenvolvimento de terapias.