Os cientistas descobriram porque é que algumas populações de anfíbios estão a recuperar depois de terem sido devastadas por uma doença fúngica mortal que exterminou rãs e sapos em todo o mundo.
Uma pesquisa da University College London (UCL), ZSL e Imperial College London descobriu que o momento do desenvolvimento imunológico dos anfíbios desempenha um papel crítico na sobrevivência deles à infecção. Os resultados foram publicados na revista Natureza Biologia Química.
Um fungo mortal que infecta anfíbios adultos
cogumelo quitrídeo, Batrachochytrium dendrobatidis (D.B.), causou um declínio catastrófico nas populações de anfíbios em todo o mundo. O fungo é responsável pela quitridiomicose, uma doença que danifica a pele de rãs e sapos e perturba a sua capacidade de regular água, sais e minerais.
Os anfíbios jovens são amplamente protegidos porque os girinos e as larvas não possuem a pele rica em queratina que D.B. é alimentado Quando se tornam adultos e sua pele fica com tesão, eles se tornam vulneráveis a infecções, muitas vezes resultando em morte em massa.
Para compreender melhor porque é que algumas populações estão a recuperar enquanto outras continuam a entrar em colapso, os investigadores estudaram rãs comuns que vivem em torno de quatro lagos nos Pirenéus de França e Espanha, todos os quais sofreram graves D.B. pisca.
Num lago, a população de rãs ainda estava em declínio e quase desapareceu. Nos outros três lagos, entretanto, as populações se recuperaram mesmo com os fungos permanecendo no ambiente.
A proteção imunológica precoce faz a diferença
A equipe se concentrou em peptídeos antimicrobianos, que são substâncias químicas naturais secretadas pela pele dos anfíbios e servem como uma parte importante do sistema imunológico.
Eles descobriram que os sapos de populações em recuperação desenvolveram esses peptídeos protetores muito antes, quando ainda eram girinos. A essa altura, eles atingiram a maioridade e se tornaram suscetíveis a D.B.suas defesas imunológicas já estavam bem estabelecidas.
Em contraste, os sapos da população pesada produziram significativamente menos destes peptídeos protetores na fase de girino, deixando-os menos preparados à medida que amadureciam.
O autor principal, Philip Jervis, da UCL Chemistry, ZSL Institute of Zoology e Imperial College London, disse:”Nossa pesquisa mostra que as espécies que foram severamente reduzidas por esta doença ainda podem se recuperar. Eles têm as ferramentas para combater a infecção – é apenas uma questão de tempo. A doença mata rãs e sapos à medida que se transformam de girinos em adultos. Ter imunidade madura na fase de girino ajuda a que essas rãs sobrevivam e a população continue. “
Dr Jervis acrescentou: “O próximo passo é explorar quais fatores impedem o sistema imunológico de amadurecer precocemente. Isso pode ser devido à genética ou a fatores ambientais, como a temperatura ou a presença de trutas – este é um grande perigo para os girinos, que pode forçá-los a se tornarem adultos mais rapidamente para que possam sair da água, o que significa menos tempo para o seu sistema imunológico se desenvolver”.
Mais de 1.100 peptídeos imunológicos latentes foram identificados
Para investigar as defesas químicas dos sapos, os pesquisadores usaram espectrometria de massa para estudar a mistura de peptídeos (cadeias curtas de aminoácidos) secretados pela pele.
A análise revelou uma coleção muito maior de peptídeos imunológicos do que os cientistas esperavam. Dos 1.152 peptídeos identificados, apenas sete foram previamente documentados.
O estudo também descobriu que os girinos que produzem uma gama mais ampla de peptídeos (ou seja, suas defesas amadureceram antes de se tornarem sapos) têm uma chance muito maior de sobreviver, apesar da contínua D.B. pisca. Populações com menos peptídeos na fase de girino continuaram a sofrer alta mortalidade.
As descobertas podem inspirar futuros medicamentos
A autora sênior, Professora Alethea Tabor (UCL Chemistry), disse:”Encontramos uma diversidade muito maior de peptídeos do que esperávamos. Agora precisamos entender como eles funcionam para controlar patógenos e quais são antimicrobianos.
“Muitos medicamentos para humanos foram originalmente descobertos no mundo natural – por exemplo, a penicilina foi derivada de fungos. Portanto, estes péptidos são novas oportunidades que podem ser utilizadas para a saúde humana, especialmente porque nós, como espécie, temos os nossos próprios problemas com o aumento da resistência antimicrobiana, o que nos obriga a encontrar novas formas de tratar infecções.”
A espectrometria de massa permite aos cientistas medir a massa das moléculas com precisão excepcional. Neste estudo, os pesquisadores usaram espectrometria de massa em tandem na UCL Chemistry para quebrar peptídeos em fragmentos menores, medir esses fragmentos e reconstruir a estrutura de cada peptídeo. Este processo permitiu à equipe identificar e sequenciar centenas de moléculas até então desconhecidas.
A coautora, Dra. Kirsty Caru (UCL Chemistry), disse: “A capacidade de analisar centenas a milhares de moléculas em paralelo só surgiu na última década. Esta abordagem é mais comumente usada em pesquisas em saúde humana, por exemplo, para distinguir células cancerígenas de tecidos normais, mas está sendo cada vez mais estendida a outras áreas de pesquisa biológica.”
A pesquisa foi financiada pelo Conselho de Pesquisa do Ambiente Natural do Reino Unido (NERC) e pelo Leverhulme Trust.
