Organismos encontrados presos em rochas antigas de 830 milhões de anos podem estar vivos

Mateus Colombo – Graduando em Biotecnologia UFRGS

Dra. Patricia Valente – Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia UFRGS

No mês de Maio foi publicado um estudo na revista Geology sobre a descoberta de organismos encontrados no interior de rochas de halita, um tipo de rocha salina, de 830 milhões de anos de idade.

A halita é uma rocha composta por cloreto de sódio que, conforme se formou há milhões de anos e por estar em contato com águas superficiais salinas, aprisionou pequenas bolhas de fluídos, como água, ar e, possivelmente, microrganismos, em seu interior.

O grupo de pesquisa americano investigou o conteúdo dessas “bolhas” dentro de halita encontrada na Formação Browne, localizada na Austrália, com o objetivo de encontrar qualquer microrganismo que pudesse ser detectado com técnicas ópticas sem causar danos às rochas, preservando seu conteúdo para futuros estudos. A formação Browne é uma unidade estratigráfica bem caracterizada, datando do período Neoproterozóico (541 a 1000 milhões de anos), e inclui material rochoso de antigos ambientes marinhos.

O trabalho incluiu observações de 10 leitos de halita em profundidades entre 1480 m e 1520 m, perfuradas em 1997 pelo Geological Survey of Western Australia. Cada amostra foi cortada com uma espessura de 1 a 2 mm e, em seguida, examinada opticamente. Foi usada luz transmitida para descrever o tamanho, a forma e a cor de líquidos, gases, minerais e matéria orgânica suspeita. Também utilizou-se luz de polarização cruzada para distinguir minerais e luz ultravioleta visível (UV-vis) para testar a resposta fluorescente de quaisquer microrganismos suspeitos e/ou compostos orgânicos que confirmariam a presença de matéria orgânica.

Os pesquisadores observaram líquidos e sólidos orgânicos, consistentes com possíveis células procarióticas e eucarióticas, bem como compostos orgânicos suspeitos. Diz-se “suspeito” para os compostos orgânicos porque não foi possível identificar completamente sua composição apenas pela sua aparência óptica e resposta fluorescente à luz UV-vis.

Dentre os procariontes encontrados estão os cocos, em forma de pequenas esferas, que são consistentes em tamanho, forma e aparência óptica com alguns procariontes (bactérias e/ou archaea). No entanto, não se pode descartar que sejam esporos de bactérias ou fungos. As células eucarióticas, provavelmente são de algas e/ou fungos. Os compostos orgânicos suspeitos nos fluidos do interior das rochas consistem em líquidos ou sólidos sem forma determinada.

Existe uma grande variedade de microrganismos e compostos orgânicos dentro e entre as bandas de crescimento individuais em cristais únicos, bem como entre cristais de halita de diferentes profundidades. Vários dos cristais usados neste estudo têm uma concentração excepcionalmente alta de microrganismos e compostos orgânicos suspeitos em seu interior.

Algumas questões ainda ficaram para ser respondidas, como: Os microrganismos da halita da Formação Browne estão vivos?

Alguns microrganismos encontrados em rochas de sal, como algumas espécies de algas, encolhem e reduzem bastante a atividade biológica quando as águas se tornam muito salinas; essas células de algas podem ser revividas durante eventos posteriores de inundação. Além disso, os microrganismos podem sobreviver dentro dessas “bolhas” por meio de alterações metabólicas, incluindo sobrevivência à estarvação, encistamento e coexistência com compostos orgânicos ou células mortas que podem servir como fontes de nutrientes. Portanto, é plausível que existam microrganismos vivos da Formação Browne que foram aprisionados desde que a halita precipitou há 830 milhões de anos.

Outro ponto interessante sobre esse estudo é que o tipo de rocha analisado possui composição similar a algumas rochas marcianas, isso porque ambas contêm um conjunto parecido de minerais, estruturas e características de modificação ao longo do tempo.

Marte já continha lagos salinos que precipitavam sedimentos químicos, incluindo halita. Microrganismos que podem ter existido em salmouras de superfície em Marte no passado podem estar presos como microfósseis em rochas sedimentares químicas.

Essa pesquisa mostra como tais organismos podem ser identificados sem destruir ou romper as amostras, o que poderia nos dar um novo conjunto de ferramentas para identificá-los.

Ademais, esse trabalho pode ajudar a responder a diversas perguntas. Com essas informações, podemos melhor entender como era a vida na terra há milhões de anos e assim tentar explicar como chegamos aqui, há quanto tempo existe vida na terra, quais eram as formas primitivas de vida, entre outras questões, contribuindo para uma melhor compreensão da nossa história, do planeta Terra e também de outros planetas, como Marte, por exemplo.

E você, acredita que esses microrganismos podem estar vivos?

Referência:

Schreder-Gomes, S.I., Benison, K.C., and Bernau, J.A., 2022, 830-million-year-old microorganisms in primary fluid inclusions in halite: Geology, v. XX, p. XXX–XXX, https://doi.org/10.1130/G49957.1

Naegleria fowleri: ameba comedora de cérebros isolada de bovinos no Rio Grande do Sul

Denise Leal dos Santos (Doutoranda PPGMAA)

Amebas de Vida livre (AVL) são protozoários amplamente distribuídos na natureza e já foram isolados de diversos ambientes, como água da torneira, lagos e rios, piscinas, aparelhos de ar condicionado, lentes de contato e estojos de armazenamento, poeira entre outros. Muitos desses microrganismos são oportunistas e podem causar doenças em humanos e animais. Destacamos aqui Acanthamoeba spp. causadora de ceratite em usuários de lentes de contato e de Meningoencefalite amebiana granulomatosa afetando o cérebro de pacientes imunocomprometidos e Naegleria fowleri a temida ameba conhecida como “comedora de cérebros”, causando a Meningoencefalite amebiana primária (MAP) que pode atingir indivíduos saudáveis (seres humanos e animais como os bovinos).

N. fowleri possui dois estágios de vida: o trofozoíto (forma livre) e o cisto (forma de resistência). Além disso, essa espécie pode emitir flagelos principalmente quando está à procura de alimento. O contato com essa ameba se dá geralmente na água, quando em mergulhos, o protozoário invade as fossas nasais de suas vítimas que são na maioria das vezes jovens que acabam revolvendo sedimento do fundo de rios e lagos e trazendo à tona o parasito, que invade o cérebro causando a infecção. Outra maneira de contaminação é o uso de Net Poti ou Lota, usado para a limpeza das fossas nasais e através de rituais de ablução (lavagem de mãos, pés e cabeça e aspiração de água pelas narinas) que acontecem entre muçulmanos. Até o momento no mundo inteiro, apenas 5 pessoas sobreviveram a MAP.

Somente nos EUA, o Centers for Disease Control and Prevention (CDC) contabilizou 151 casos de MAP num período de 1962 a 2020. No Brasil existem poucos relatos de MAP entre humanos que datam da década de 1970. Aqui no Rio Grande do Sul dois relatos de caso ocorridos entre 2017 e 2019 em bovinos chamam a atenção, pois ocorreram na mesma região, a cidade de Glorinha, RS (Henker et al, 2019; 2021). A identificação post-mortem, realizada através de técnicas imunohistoquímicas e molecular, foi confirmada de que se tratava de N. fowleri. Esses animais podem ter sido acometidos quando bebiam água em locais próximos a lavouras de arroz ou de poças que se formaram pela ação das chuvas. Ao beber água, os bovinos acabam mergulhando as narinas e isso pode ter contribuído para a contaminação.

Como A MAP é uma doença cujos sintomas são muito semelhantes aos de uma meningite bacteriana ou viral (dor de cabeça, rigidez da nuca, vômitos, febre alta), acredita-se que muitos casos possam ser subdiagnosticados. O curso dessa infecção é muito rápido e letal. Após instalar-se, em cerca de 7 dias o indivíduo pode vir a óbito. Portanto, mais estudos são necessários quanto ao conhecimento e isolamento desse protozoário no ambiente e na prospecção de drogas mais eficazes no combate à MAP.

CDC: https://www.cdc.gov/parasites/naegleria/graphs.html

Henker LC, Cruz RASD, Silva FSD, Driemeier D, Sonne L, Uzal FA, Pavarini SP. Meningoencephalitis due to Naegleria fowleri in cattle in southern Brazil. Rev Bras Parasitol Vet. 2019,6;28(3):514-517. doi: 10.1590/S1984-29612019021.

Henker LC, Lorenzett MP, Dos Santos DL, Virginio VG, Driemeier D, Rott MB, Pavarini SP. Naegleria fowleri-associated meningoencephalitis in a cow in Southern Brazil-first molecular detection of N. fowleri in Brazil. Parasitol Res. 2021, 120(8):2873-2879. doi: 10.1007/s00436-021-07209-5.

Saccharomyces cerevisiae, a pérola dourada da microbiologia

Autores: Mateus Colombo (Graduando em Biotecnologia – UFRGS) e Dra. Patricia Valente (Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia – UFRGS)

Você já parou para imaginar como seria a vida sem Saccharomyces cerevisiae ou qualquer outro fungo ou bactéria fermentadora? Com certeza seria uma vida muito chata e sem graça, isso porque ela é responsável por diversos produtos que consumimos todos os dias e os quais fizeram a humanidade se desenvolver ao longo da história.

A S. cerevisiae é uma levedura que está presente na produção de diversos produtos, como pães, pizzas, queijos, cervejas, vinhos e outros fermentados. Além disso, ela é o principal microrganismo produtor de biocombustíveis e outros produtos biotecnológicos.

As leveduras são os maiores produtores de produtos biotecnológicos no mundo, superando a produção, em capacidade e rendimentos econômicos, de qualquer outro grupo de microrganismos industriais. São produzidos anualmente mais de 1 milhão de toneladas de S. cerevisiae, um nível que excede a produção combinada de outros microrganismos industriais. Somando todas as indústrias que utilizam a S. cerevisiae em seus processos produtivos, de bebidas, panificação, biocombustíveis, enzimas, farmacêutica, etc, este é um mercado que gira em torno dos bilhões de dólares.

Abrangência da biotecnologia de leveduras, adaptado de  KURTZMAN 2011.

E, convenhamos, a vida não seria a mesma sem todas essas coisas. Mas por que essa levedura se tornou tão importante para os humanos e o mundo?

Desde os tempos antigos, bebidas fermentadas e alimentos produzidos pela atividade de leveduras têm contribuído proeminentemente para o avanço e sustentabilidade das sociedades humanas. A domesticação da S. cerevisiae pode ser considerada um evento pivô na história humana. Arqueologistas encontraram evidências de que bebidas fermentadas produzidas por leveduras foram consumidas nos tempos Neolíticos (8500 – 4000 AC) na China, Irã, Egito e outras áreas do mundo. A disponibilidade de alimentos fermentados era uma motivação para os humanos povoarem áreas e tornarem-se agricultores.

As técnicas e saberes práticos necessários para processos fermentativos eficientes foram passadas de geração para geração sem conhecimento detalhado dos princípios científicos por trás do processo.

Em 1864, foi noticiado que a fermentação alcoólica era realizada por uma substância feita de S. cerevisiae. Experimentos realizados nessa época demonstraram que substâncias como nitrogênio e açúcar, fontes de alimentos para as leveduras, podiam ser precipitadas a álcool. Isso levou à descoberta das enzimas, que significa “no fermento”. Na época, foi encontrada a “glicólise”, uma enzima responsável pela quebra das moléculas de glicose.

Louis Pasteur elucidou os conhecimentos científicos e tecnológicos sobre fermentação, reportando que microrganismos eram responsáveis pela formação de álcool a partir do açúcar. Pasteur também introduziu o conceito de cultura pura para resolver os problemas de más fermentações, além de reconhecer a diferença entre fermentação alcoólica (processo anaeróbico, sem oxigênio) e crescimento aeróbico (com a presença de oxigênio) de leveduras.

No final dos anos 1800s, Emil Fischer e Eduard Büchner e seus contemporâneos começam a revelar a base do metabolismo da levedura, o que levou a estudos detalhados da bioquímica e metabolismo de leveduras e descobertas fundamentais em biologia celular e bioquímica.

Processo de fermentação alcoólica

S. cerevisiae foi o primeiro organismo eucarionte a ter o genoma sequenciado, em 1996, e continua hoje sendo o genoma explorado mais completo e caracterizado. Os usos da S. cerevisiae vão muito além de pão e cerveja. Por apresentar características específicas que a fazem apropriada para o estudo em laboratório, é um dos principais organismos-modelo utilizado no universo acadêmico. Essa levedura tem permitido cientistas fazerem milhares de descobertas que aprimoram nossos entendimentos em biologia celular, biologia molecular, genética, bioquímica, assim como patologias e potenciais tratamentos para doenças humanas.

Algumas das propriedades que fazem de S. cerevisiae um organismo particularmente adequado aos estudos biológicos incluem:

– Ciclo de vida rápido. A cada 90 – 120 minutos uma cultura dobra sua massa celular;

– Organismo não-patogênico;

– Pouco exigente quanto ao meio de cultura, podendo suportar condições ácidas e com altas concentrações de açúcar;

– Fácil manipulação genética, o que possibilita a geração e análise de mutantes, tanto do genoma nuclear como mitocondrial;

– Característico processo de recombinação homóloga: DNA exógeno (de outros organismos) que possui pelo menos um segmento homólogo (semelhante) ao DNA do levedo pode ser direcionado para uma região específica do genoma, podendo proporcionar a conversão de genes selvagens em alelos “interrompidos”, com a perda da função original;

– Pode sobreviver a mutações que geram células que obtêm energia independente da respiração, ou seja, exclusivamente por fermentação de substratos apropriados.

Devido à sua longa história de uso e consumo seguros, S. cerevisiae foi um dos primeiros organismos a ser designados como “geralmente reconhecidos como seguros” (GRAS), e o primeiro organismo geneticamente modificado (OGM) usado para produção recombinante de alimentos e aditivos para rações. Em 1990, uma cepa geneticamente modificada de S. cerevisiae se tornou um dos primeiros OGMs aprovados para uso alimentar no Reino Unido.

Devido à diminuição de recursos, fatores ambientais, e à necessidade de fontes sustentáveis de energia, leveduras como a S. cerevisiae têm atraído interesse nos últimos anos para a produção de etanol e outros produtos industriais a partir de biomassa.

Leveduras são importantes fontes de enzimas para mercados tradicionais, incluindo de alimentos, ração, agricultura, bem como de biocatalisadores específicos, os quais estão crescentemente sendo utilizados na síntese de fármacos, uma indústria dominada pela síntese química.

A S. cerevisiae também é utilizada para a produção de insulina, vacina contra hepatite B e outros produtos para tratamento humano, sendo de extrema importância que essas cepas e seus subprodutos não representem risco para a saúde humana.

Devido às suas propriedades fisiológicas desejáveis, longa história de uso, consumo seguro, falta de produção de toxinas e métodos estabelecidos para manipulação genética, S. cerevisiae continuará, sem dúvida, a ser o organismo desejado para muitas aplicações industriais, incluindo aquelas que se estendem além da biotecnologia “clássica” de levedura de alimentos, bebidas e processos de ração.

Sua aplicação fica cada vez mais abrangente e, consequentemente, sua importância para o mundo e a vida das pessoas aumenta. O desenvolvimento tecnológico e a ciência continuarão a contribuir com produtos e técnicas de qualidade, seguros e saudáveis. Isso reflete não apenas na indústria direta de leveduras, mas inclui outros aspectos indiretos, como geração de emprego, serviços comerciais, construção, turismo e impostos gerados ao somar todas as cadeias que utilizam ou podem utilizar produtos gerados pelas leveduras ou a sua indústria.

Referências

COTOIA, Alicia. Saccharomyces cerevisiae, 2020. Acesso em 30/03/2022. Disponível em: https://biologydictionary.net/saccharomyces-cerevisiae/

KURTZMAN, Cletus; FELL, Jack W.; BOEKHOUT, Teun (ed.). The yeasts: a taxonomic study. Elsevier, 2011.

Monteiro, R. F. G. Saccharomyces cerevisiae – O modelo. Departamento de microbiologia – ICB/USP. Acesso em 30/03/2022. Disponível em: https://microbiologia.icb.usp.br/cultura-e-extensao/textos-de-divulgacao/micologia/genetica-e-biologia-molecular-de-fungos/saccharomyces-cerevisiae-o-modelo/

Você sabe o que é aquela mancha preta na sua parede?

Autores: Mateus Colombo (Graduação em Biotecnologia – UFRGS) e Dra. Patricia Valente (Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia – UFRGS)

Eles estão em todos os lugares, no banheiro, na cozinha, no quarto, no porão, e até mesmo dentro de você, sim, os fungos estão no ar que respiramos neste exato momento. Na realidade, os seus esporos, que são suas estruturas reprodutivas, e outras partículas fúngicas que estão no ar, mas acho que você, leitor, entendeu a ideia. 

Alguns destes seres microscópicos conseguem chegar a todos os cantos, e é especialmente um canto quentinho, úmido e com pouca luz o que eles mais gostam para viver. Estou falando dos mofos e, provavelmente, você já deve ter visto eles pela sua casa, nas paredes, nos móveis, entre os azulejos do banheiro, nos alimentos, e também já deve ter visto o estrago que eles podem causar. Deixam a casa mais feia, causam um cheiro desagradável, estragam móveis, roupas e tecidos e, além disso, podem causar alergias, rinites, micoses e outros problemas de saúde.

Na América do Norte, estudos com questionários descobriram que 36% dos lares têm problemas de mofo. Estudos que incluíram medições da qualidade do ar interno mostraram números ainda maiores, cerca de 50%. Na Europa, a prevalência de casas úmidas e mofadas foi relatada em 46% na Grã-Bretanha, 18% na Holanda e 15% na Finlândia. No Brasil os dados ainda são escassos, não sendo relatados estudos abrangentes sobre a realidade dos lares brasileiros; A maioria dos estudos que existem focam na qualidade do ar em ambientes específicos, como locais de trabalhos, escritóriosescolas e hospitais.

Os fungos podem afetar a saúde humana de várias maneiras. As reações possíveis geralmente se enquadram em um dos três grupos: reações alérgicas (sensibilização e respostas imunes, ou seja, asma, rinite alérgica ou pneumonia de hipersensibilidade), infecções (crescimento do fungo no corpo, por exemplo, aspergilose) e respostas tóxicas. 

Essas reações estão relacionadas, principalmente, por causa do que chamamos de metabólitos secundários. Metabólitos secundários são compostos orgânicos que não estão diretamente envolvidos nos processos de crescimento, desenvolvimento e reprodução dos organismos, mas auxiliam na sobrevivência dos mesmos ou são produtos de seu metabolismo. Dentre os metabólitos secundários produzidos pelos fungos estão micotoxinas, substâncias nocivas e tóxicas aos seres humanos. Conforme os fungos se proliferam, mais contaminam e maior se torna o potencial de causarem efeitos adversos à saúde.

Como grande parte das pessoas passa boa parte do seu tempo dentro de edifícios, elas estão expostas aos poluentes encontrados em ambientes internos. A diminuição das taxas de troca de ar nesses ambientes tem papel relevante no aumento da concentração de poluentes biológicos e não biológicos no ar interno dos prédios.

Estudos da Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (EPA) indicam que os níveis de concentração de poluentes podem ser de duas a cinco vezes maiores em ambientes internos do que nos externos, mesmo em cidades altamente industrializadas. Esse fato, juntamente com o tempo de permanência em ambientes internos, faz com que os riscos à saúde humana sejam muito maiores nesses locais.

De acordo com os padrões da Organização Mundial de Saúde (OMS), mais da metade dos locais fechados, como empresas, escolas, cinemas, residências e até hospitais, tem ar de má qualidade. Essa baixa qualidade é causada, principalmente, pela má higienização dos aparelhos de ar condicionado e pela falta de controle periódico sobre as possíveis fontes de contaminação.

Caso os mofos não sejam combatidos, podem levar ao desenvolvimento de casos como a Síndrome dos Edifícios Doentes (SED), uma situação na qual os ocupantes ou usuários de um prédio específico apresentam sintomas sem origem determinada e sem a possibilidade de constatação de uma determinada etiologia, sendo, portanto, desconhecida. Para que um edifício seja considerado doente, é necessário que pelo menos 20% de seus ocupantes apresentem sintomas como: irritação das mucosas, efeitos neurotóxicos, sintomas respiratórios e cutâneos e alterações dos sentidos por, no mínimo, duas semanas, sendo que estes desaparecem quando o indivíduo se afasta do edifício.

Embora os problemas de saúde em edifícios com mofo estejam associados à exposição a altas concentrações de esporos de fungos no ar, vários estudos mostram que a concentração de esporos de fungos em edifícios problemáticos não é necessariamente maior do que nos não problemáticos. Isso sugere que os esporos de fungos no ar podem não ser os únicos agentes que contribuem para os efeitos na saúde em ambientes internos úmidos.

Ademais, alguns estudos atualmente demonstram que não são apenas os patógenos fúngicos clássicos que estão causando doenças; qualquer espécie pode causar algum tipo de sintoma. Estes são o que chamamos de patógenos emergentes, onde qualquer espécie pode causar doença. Entretanto, o desenvolvimento do quadro clínico adverso se encontra intimamente dependente das características de cada indivíduo, sua resistência, condição inicial de saúde, grau de exposição, idade, predisposição, etc. 

Por estas razões, é de grande importância manter sob controle as populações de fungos realizando o combate destes organismos, principalmente se forem patógenos. Uma boa forma de evitar a formação de colônias de fungos em nossas casas é tornando o ambiente inóspito para esses organismos. Pode-se alcançar esse objetivo através de medidas como: remoção de fontes de água que permitam o crescimento dos fungos; manutenção da umidade relativa do ar menor que 60%; remoção de materiais orgânicos porosos claramente infectados, como tapetes embolorados; manutenção e limpeza nos sistemas de condicionadores de ar; uso de filtros eficientes no sistema de tomada de ar externo e manutenção constante destes. Algumas práticas rotineiras também podem ajudar a controlar os mofos, como manter os ambientes limpos, secos, arejados e recebendo iluminação solar.

Nesse link você pode ter acesso a materiais com recomendações para o diagnóstico de fontes poluentes de ambientes internos, bem como um guia para minimizar os riscos à saúde em ambientes internos.

A presença de contaminantes no ar, como os fungos, pode prejudicar a vida das pessoas de diversas formas, principalmente em relação a sua saúde. A qualidade do ambiente interior é um dos principais fatores que contribuem para uma vida com qualidade, bem estar e saúde. Isso afeta diretamente as habilidades dos ocupantes de um edifício em realizar tarefas, assim como o desejo de permanecer, trabalhar e aprender. 

Referências:

BLOG DO FRIO. CO2 e fungos são as maiores ameaças a qualidade do ar interior, 2017. disponível em: https://blogdofrio.com.br/co2-fungos-qualidade-do-ar-interior-qai/

QUADROS, Marina Eller; DE MELO LISBOA, Henrique. Qualidade do ar interno. Quadros, ME, Lisboa, H, M. Controle da poluição atmosférica, 2010.

GÓRNY, Rafał L., et al. Fungal fragments as indoor air biocontaminants. Applied and environmental microbiology, 2002, 68.7: 3522-3531.

NUNES, Zilma das Graças, et al. Estudo da qualidade microbiológica do ar de ambientes internos climatizados. 2005. PhD Thesis.

SCIENCE INSIDER. Why mold is so hard to kill, 2022. Disponível em: https://www.youtube.com/watch?v=xqs626gtTjU

SCHIRMER, Waldir Nagel, et al. A poluição do ar em ambientes internos e a síndrome dos edifícios doentes. Ciência & Saúde Coletiva, 2011, 16: 3583-3590.

As máscaras estão caindo ao redor do Brasil, mas será que já está na hora?

Bruno Lopes Breda – Estudante de Medicina da UFRGS

Carlos Eugênio Silva – Professor do Instituto de Ciências Básicas da Saúde da UFRGS 

Ao redor do país, diversas regiões já tornaram o uso de máscaras opcional em locais abertos: entre as principais metrópoles, podemos criar uma lista em que constarão Belo Horizonte, Florianópolis, Teresina, São Luís… A cidade de Porto Alegre, inclusive, tomou uma decisão de maior ousadia ao desobrigar uso de máscaras tanto em locais abertos quanto fechados, assim como outras capitais – Rio de Janeiro, São Paulo, Natal e Rio Branco. O debate sobre a obrigatoriedade do uso de máscaras, talvez, divida com o próprio coronavírus o protagonismo da pandemia, mas será que as máscaras, símbolo dos últimos 2 anos, já podem ser flexibilizadas?

A variante ômicron, somada às festividades de ano novo, fez com que os números da pandemia apresentassem intensa piora, com aumento expressivo tanto em casos – os quais atingiram recordes históricos nas primeiras semanas de janeiro de 2022 – quanto em internações e mortes: o Brasil voltou a somar mais de 1.000 mortos em um dia após muito tempo. Nesse cenário, decisões sobre a obrigatoriedade do uso de máscaras que vinham sendo debatidas desde o último trimestre de 2021 acabaram por ser adiadas.

Com a decisão dessas prefeituras pela desobrigação do uso de máscaras em ambientes fechados, nos resta esperar pelas repercussões epidemiológicas nos próximos dias. É difícil estabelecer um cenário futuro com grande grau de certeza: a vacinação está trazendo resultados maravilhosos nos números de COVID-19, evidenciados por quedas tanto em mortalidade quanto em número de infecções, mas também será a primeira vez em que cidades inteiras voltarão a patamares pré-pandemia de cuidados contra a COVID-19.

Existem pistas tanto positivas quanto negativas para imaginarmos o cenário a partir de agora: no Brasil, apesar de a mobilidade ter sido altíssima durante o carnaval e de os cuidados individuais terem diminuído expressivamente, não estamos vendo grande aumento do número de casos. Entretanto, o SARS-CoV-2 já frustrou nossas expectativas diversas vezes nesses 2 anos de pandemia, e o risco de novas variantes segue existindo, ainda mais se considerarmos que existem regiões no Brasil que ainda não atingiram sequer os 70% de vacinados que eram preconizados antes da ômicron, a exemplo do Acre, Roraima e Rondônia.

Pensando de uma forma global, as liberações podem ter sido contraditórias. Na China a média móvel em 15 de março último foi seis vezes maior que na semana anterior e na Coréia do Sul, na mesma semana, os óbitos foram os maiores já registrados. Na Europa, países da União Européia e Reino Unido tiveram aumentos de infecção de até 83%*. Também não anima o fato de termos um continente inteiro onde a vacinação ainda não atingiu percentuais adequados de imunização – a África poderá ser berço de novas variantes se não receber ajuda da comunidade internacional para acelerar seus números de vacinação.

De qualquer maneira, obrigatórias ou não, as máscaras ainda são a medida mais barata de proteção contra a COVID-19, e o uso é importantíssimo em situações de alto risco. Nesse momento de incertezas, em que nos falta uma orientação clara das autoridades, vale o uso das informações que as pesquisas e a ciência forneceram nesses anos a nosso favor: sempre que a situação é de maior risco para o contágio, use máscara!

Nós, do Microbiologando, seguiremos nos protegendo da melhor maneira possível!
* Folha de São Paulo

Já ouviram falar em móveis produzidos com fungos?

Autores: Mateus Colombo (Curso de Biotecnologia – UFRGS) e Dra. Patricia Valente (Departamento de Microbiologia, Imunologia e Parasitologia)

Tem gente que acha que a única coisa que os fungos fazem é causar doenças. Vamos mostrar que não é bem assim. Os fungos podem ser muito úteis para todos nós! 

Os fungos são microrganismos muito conhecidos por realizar o processo de decomposição de outros seres vivos, além de também terem um grande papel na alimentação, como as leveduras na produção do pão, vinho, cerveja e o consumo de cogumelos. 

Existem dois principais tipos morfológicos de fungos: os unicelulares (possuem apenas uma célula) e os pluricelulares ou filamentosos (constituídos por filamentos denominados hifas e que crescem desenvolvendo micélios, que parecem chumaços de algodão). 

Assim como todos os organismos vivos, os fungos consomem uma fonte de alimento, realizam seu metabolismo, crescem e modificam o alimento produzindo outros produtos, como gases, ácidos e proteínas, os quais podem ser utilizados para fabricação de produtos. 

Baseada nessa ideia, a biofabricação é o processo de produção de materiais complexos e artefatos através do crescimento de organismos vivos e células. As potenciais aplicações desta tecnologia vão desde a indústria biomédica (ex. Impressão de órgãos) até a produção de energia (ex. Produção de biocombustíveis), além do desenvolvimento de materiais para manufatura.

Com as crescentes preocupações ambientais e a busca pelo desenvolvimento de produtos mais sustentáveis, a biotecnologia e a biofabricação surgem como importantes precursoras de novas tecnologias. Estas exploram as possibilidades do uso de organismos vivos, como fungos, bactérias e algas, para a produção de biomateriais, matérias-primas de fontes renováveis e de baixo impacto ambiental, que podem ser utilizadas para a produção de bens de consumo, como embalagens, recipientes, móveis e outros artefatos.

Atualmente estão sendo desenvolvidas diversas técnicas para a produção de biomateriais à base fungos, como fabricação de compósitos (materiais formados pela união de outros materiais) à base de micélio, produção de ácido lático para fazer bioplásticos ou, ainda, produção de biocombustíveis.

A fabricação de compósitos de micélio é relativamente mais estável e acessível do que a utilização do micélio puro. O processo começa por inocular um fungo em um substrato com nutrientes. O fungo então cresce digerindo o substrato (por exemplo, restos de grama) e vai formando uma rede sólida de micélio ao seu redor, constituindo um material volumoso, que é coberto por uma camada branca e macia. 

Os substratos usados para cultivar compósitos à base de micélio são normalmente recuperados de fluxos de resíduos industriais ou agrícolas, como palha de trigo ou arroz, serragem de madeira ou outras fibras, por exemplo, linho e algodão. A preparação requer um certo nível de esterilidade para alcançar resultados adequados e evitar a contaminação por outros organismos. 

Variando os nutrientes e ‘receitas’ usados para fabricar os materiais, os cientistas podem obter compósitos que diferem significativamente em seu desempenho técnico e experiencial. Os materiais podem levar de duas a quatro semanas para crescer, dependendo do volume. Após o crescimento, a secagem a baixa temperatura é necessária para desativar o organismo vivo. Alternativamente, os materiais podem ser mantidos à temperatura ambiente, preservando a possibilidade de crescimento futuro e as suas propriedades para se manter íntegro. 

Algumas aplicações dos compósitos são para a confecção de embalagens como as de isopor, usadas para proteger peças frágeis, e também para a fabricação de móveis como cadeiras, assentos, mesas e armários, produzidos com chapas de compósitos a base de micélio, ou então sendo moldados em moldes para adquirir a forma desejada. 

No ano de 2016, duas empresas americanas pioneiras na utilização de fungos para a biofabricação de bens de consumo, a Ecovative juntamente com a Biomason, desenvolveram móveis que crescem, produzidos a partir de fungos, e apresentaram a ideia na Biofabricate, uma feira de produtos biofabricados. A Ecovative, hoje, é uma empresa que comercializa embalagens, além de outros produtos como espumas, couro e até mesmo “bacon” (sim isso mesmo, “bacon” comestível feito de fungos), todos produzidos à base de micélio. Já a bioMASON atualmente está mais focada na comercialização do bioconcreto, uma espécie de concreto alternativo o qual pode ser utilizado da mesma forma que o concreto tradicional, com a vantagem de gerar muito menos CO2 durante sua fabricação. O bioconcreto é fabricado a partir de um processo natural que utiliza microrganismos, como bactérias, que formam carbonato de cálcio ao redor de grãos de areia, da mesma maneira que corais e conchas são formadas, para endurecer o concreto, ao invés de utilizar fornos para esta finalidade.

Outro exemplo são leveduras que estão sendo estudadas para a produção de ácido lático, o qual posteriormente pode ser utilizado para a produção de PLA (polilatic-acid), uma espécie de bioplástico. O processo de produção baseia-se na fermentação de uma fonte de carbono, como celulose e cana de açúcar, e como um dos produtos da fermentação tem-se o ácido lático. Esse processo é realizado dentro de biorreatores, onde são controladas as condições para o melhor desenvolvimento possível dos microrganismos. 

Além de produzirem ácido lático, um uso já bastante difundido das leveduras é na produção de biocombustíveis, como o etanol. Este pode ser utilizado diretamente como um combustível ou então, através de processos físicos e químicos, ser transformado em plástico polietileno, apresentando as mesmas características daquele produzido à base de petróleo, com a única diferença de agora estar sendo produzido por uma fonte renovável, um fungo. Bem legal, não é?

Os fungos possuem um papel importante pois são capazes de gerar muitos produtos de interesse biotecnológico, com características às vezes melhores do que as encontradas no mercado e utilizando processos mais simples e econômicos. Entretanto, por se tratarem de seres vivos, existem algumas limitações e dificuldades para fazer com que essas ideias sejam mais utilizadas. São necessários diversos cuidados durante o seu cultivo para favorecer um crescimento acelerado e de forma que se obtenha um bom rendimento e qualidade em todos os lotes. 

Outros pontos a serem levados em consideração são o risco de contaminação, o baixo rendimento de alguns fungos, o tempo de crescimento, a necessidade de biorreatores e purificação. Esses fatores podem frustrar o processo produtivo e dificultar a escalagem, assim como elevar os custos de produção de certos produtos biotecnológicos.

O futuro aguarda o surgimento de tecnologias inovadoras como as descritas aqui. O uso do melhoramento genético e de novas técnicas de cultivo pode encontrar soluções para esses problemas, tornando mais fácil, prático e viável o cultivo de fungos para os diferentes propósitos. Vale ressaltar que os fungos produzem diversas outras substâncias potenciais para a produção de biomateriais, biocombustíveis, medicamentos, antibióticos e até mesmo alimentos, podendo assim melhorar a vida das pessoas e do planeta, tornando este um lugar mais saudável e preservado.

Fontes:

CAMERE, Serena; KARANA, Elvin. Fabricating materials from living organisms: An emerging design practice. Journal of Cleaner Production, 2018, 186: 570-584.

JAMBUNATHAN, Pooja; ZHANG, Kechun. Engineered biosynthesis of biodegradable polymers. Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, 2016, 43.8: 1037-1058.

WANG, Youmei, et al. Cascading of engineered bioenergy plants and fungi sustainable for low-cost bioethanol and high-value biomaterials under green-like biomass processing. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2021, 137: 110586

Você sabia que a febre turbina a resposta imune do organismo contra as infecções? Os alunos da Medicina da UFRGS explicam.

Prof. Dr. Tiago Degani Veit (ICBS-UFRGS)

Não gostamos quando temos febre. Quase sempre significa que estamos doentes. Ter febre está associado a sintomas desagradáveis, como letargia e uma necessidade quase incontrolável de ir para baixo do cobertor. Na busca pelo alívio dos sintomas, costumamos recorrer logo aos antitérmicos (Ex. aspirina, paracetamol), que estão em praticamente todas as gavetas de remédios dos domicílios brasileiros. Entretanto, a febre é um efeito direto da resposta imunológica a infecções ou outros tipos de agressões ao organismo, um sinal de que o corpo está respondendo a algum estímulo potencialmente nocivo. O aumento da temperatura corporal é um processo altamente conservado ao longo da evolução: em animais que não são capazes de regular  a temperatura interna (ex. répteis e anfíbios), observa-se neles um comportamento de procura por sol/calor quando eles estão doentes, o que acaba tendo o mesmo efeito prático. Para ser assim conservado, é justo inferir que esse mecanismo tenha alguma utilidade para o organismo.

Desde o Ensino Médio, minha noção dos efeitos benéficos associados à febre estava limitada ao conceito de “diminuição da atividade/divisão dos microrganismos”, o que os tornaria mais “lentos”, possibilitanto assim que o sistema imunológico os eliminasse mais facilmente. Por décadas, essa explicação me serviu, e imagino que ela seja compartilhada por muitas pessoas que já pararam alguma vez para pensar sobre esse fenômeno biológico. Entretanto, a necessidade preparar aulas para ensinar alunos sobre a resposta imune acabou me obrigando a atualizar essa noção.

Muito mais do que ser um efeito da resposta inflamatória a uma infecção e do que ter um efeito claro na velocidade de replicação de muitos microrganismos, a febre exerce efeitos muito relevantes em diversos componentes da nossa resposta imunológica. É sobre essa miríade de efeitos que pretendo falar hoje, aproveitando o produto do trabalho que passei para os alunos do terceiro semestre do curso de Medicina da UFRGS, dentro da disciplina de Imunologia. O vídeo abaixo, elaborado pelos alunos *, apresenta uma revisão bibliográfica sobre os diversos efeitos do aumento da temperatura corporal no sistema imunológico.

Dado que os mecanismos descritos no vídeo podem ser de difícil compreensão para o leitor leigo, citarei abaixo, em linguagem mais simples, os principais efeitos elencados no artigo:

  • A febre induz a saída de um tipo de célula branca chamada neutrófilo do seu local de produção, a medula óssea, direcionando a sua migração para o local da infecção. Os neutrófilos são a principal célula imune envolvida no combate às infecções nos seus estágios iniciais.
  • A febre também aumenta a atividade de uma célula muito importante no combate precoce a infecções virais, a célula NK (do inglês Natural Killer, ou “matadora natural”).
  • O aumento da temperatura para a faixa febril também aumenta a sensibilidade de duas importantes células sentinelas envolvidas na detecção da presença de patógenos: os macrófagos e as células dendríticas. Essa última célula é um elemento importantíssimo para a ativação do braço da imunidade que responde de maneira específica às infecções e que é responsável pela nossa memória imunológica, a imunidade adaptativa. Quando a célula dendrítica é ativada pela presença de infecção, ela sai do tecido infeccionado e migra até o gânglio linfático mais próximo onde ela ativa a célula-chave da resposta adaptativa, a célula T.
  • As células T, quando expostas a temperaturas febris, também são mais facilmente ativáveis na ocorrência de uma infecção.
  • A febre também tem um efeito benéfico de facilitar a entrada e a concentração de células T nos gânglios linfáticos, onde elas são normalmente ativadas. Isso aumenta a possibilidade de as poucas células T capazes de reconhecer o agente patogênico serem rapidamente ativadas contra a infecção. Esse efeito que o calor tem na migração das células T do sangue para dentro de um determinado tecido está sendo explorado hoje como terapia adjuvante no combate ao câncer.

Em suma, o aumento da temperatura corporal turbina a ativação e a função de várias células do sistema imunológico no combate a infecções. Talvez o uso cada vez mais popularizado de antibióticos nos tempos de hoje tenha colocado em segundo plano a importância desse fenômeno natural de defesa do organismo. Para aqueles que reclamam dos seus efeitos desagradáveis, cabe lembrar que, até 1946, não dispúnhamos de antibióticos, o que deixava todo o trabalho de combate à infecção para o próprio organismo, que precisava lançar mão de todos os meios possíveis para acelerar a resposta imune contra patógenos perigosos da época, como a varíola (hoje erradicada), o sarampo, difteria e a poliomielite, doenças para as quais hoje existem vacinas. Falando em vacinas, convém cabe mencionar que alguns estudos clínicos observaram que o uso de antipiréticos logo após a vacinação foi associado a respostas de anticorpos mais baixas para algumas vacinas aplicadas na infância. Considerando tudo o que foi apresentado nesse post, dá para ter uma ideia dos porquês. Por isso, fica a recomendação: use os antipiréticos com parcimônia, e de preferência sob orientação médica, e evite dar aquele paracetamol para o seu filho logo após a vacinação para evitar o efeito colateral; o sistema imunológico dele vai ficar bastante agradecido.

* O vídeo foi produzido pelos alunos Eduarda Schneider, Leonardo Backes, Leonardo Krause, Letícia de Souza, Maria Kaminski, Renato Ferraz e Samuel Toledo.

Referência: Evans, S., Repasky, E. & Fisher, D. Fever and the thermal regulation of immunity: the immune system feels the heat. Nat Rev Immunol 15, 335–349 (2015). https://doi.org/10.1038/nri3843

Água de beber camará

Dr. Carlos E. Silva – DEMIP/UFRGS

É muito importante no diagnóstico e controle de infecções que tenhamos certeza quais agentes infecciosos já estão controlados, de modo que isso não necessite ser levado em conta na hora de suspeitar de uma doença.
Entre os agentes infecciosos que comprometem outros diagnósticos infecciosos estão as Doenças de Veiculação Hídrica. As infecções crônicas por estes organismos mascaram o diagnóstico e tornam mais complexas as manifestações clínicas causadas por outras condições. Em tempos de pandemia, onde as manifestações intestinais também contribuem para o diagnóstico diferencial, a giardose e a criptosporidiose assumem importância para todas as idades e para indivíduos com comorbidades.
Em relação à agua, o índice de atendimento urbano de água (IN023) indicou que a população urbana atendida por abastecimento de água no Rio Grande do Sul atingiu 97,4% em 2018.
Recentemente Zini e colaboradores (2021) estudaram as águas de captação de estações de tratamento de água (ETAs) no Rio Grande do Sul, afim de verificar a possibilidade de contaminação pelos protozoários Giardia e Cryptosporidium, utilizando o critério de monitoramento de protozoários quando Escherichia coli estava acima de 1000 células/100 mL de água bruta. De 204 ETAs, 66 estações ultrapassaram o critério e foram submetidas à análise específica. Foi então identificado que de 66 ETAs a eficiência de filtração contra protozoários só ocorreu em 13 das 66 estações.
Considerando que a urbanização e a produção animal são os principais fatores de contaminação da água para consumo animal e humano e o tratamento terciário no Rio Grande do Sul é condicional, então existe grande possibilidade de contaminação da água de bebida para mais de 2,5 milhões de gaúchos. Os resultados encontrados, em tempos de pandemia de SARS COV 2, adicionam mais complexidade ao diagnóstico clínico, podendo favorecer recidivas e prolongar a convalescença.
No Rio Grande do Sul, embora a cobertura da distribuição de água tratada seja elevada, a circulação de G. intestinalis e Cryptosporidium spp. é endêmica e, portanto, a proteção de fontes de abastecimento de água deve ser mais rigorosa e prioritária.

Saiba o que um simples banho de piscina pode causar à sua visão.

Denise Leal dos Santos – Doutoranda (PPGMAA)

Porto Alegre, verão de 2022, temperaturas chegando aos 40 °C. Com um calor desses, impossível resistir a um banho de piscina ou mar. Mas você sabe o perigo que pode estar correndo?

Calma, não precisa ficar preocupado, a não ser que você use lentes de contato. Isso mesmo, banhos de piscina, mar ou até mesmo de chuveiro associados ao uso de lentes são uma combinação desastrosa.

Segundo a Sociedade de Oftalmologia do RS (SORIGS), com a chegada da temporada de veraneio, as pessoas procuram ambientes aquáticos onde podem ocorrer a concentração/proliferação de diversas bactérias, vírus e protozoários. Um dos protozoários causadores de ceratite em usuários de lentes de contato, encontrado nesses ambientes é Acanthamoeba spp. Esse microrganismo é amplamente distribuído na natureza e pode se tornar patogênico causando problemas de visão, inclusive a perda dela.

Acanthamoeba spp. possuem duas formas de vida distintas: o trofozoíto (forma ativa) e o cisto (forma de resistência). Os ambientes aquáticos não naturais, mesmo recebendo tratamento químico não oferecem proteção, pois o cisto é resistente à cloração. Além disso, esse protozoário pode carrear outros microrganismos em seu interior, como vírus ou bactérias, podendo potencializar os efeitos da doença nos usuários de lentes.

Os casos de ceratite por Acanthamoeba spp. são mais frequentes nos meses mais quentes do ano, devido principalmente ao uso de águas recreativas, como piscina, lagoas ou mar.  Em Porto Alegre temos o relato de 28 casos durante o período de 1994 a 2016 onde a maioria dos casos está relacionado com a falta de manutenção e cuidado com as lentes de contato e o uso das mesmas em ambientes aquáticos.

O cuidado com a limpeza e manutenção das lentes e estojos de armazenamento é fundamental para minimizar os riscos de contrair a ceratite por Acanthamoeba spp. Deve ser utilizada solução multiuso para desinfecção e soluções salinas como a fisiológica devem ser evitadas, pois não possuem conservantes/desinfetantes. O uso de lentes durante banhos deve ser evitado, pois pode ocorrer adesão do trofozoíto à lente e dessa para a córnea, facilitando assim a invasão do parasito e a instalação da doença. Os sintomas apresentados são principalmente dor desproporcional aos achados clínicos, fotofobia e vermelhidão.

Um dos grandes problemas enfrentados por quem contrai essa doença é o diagnóstico errôneo e/ou tardio, o que acarreta atraso no tratamento e um possível prognóstico ruim, levando em muitos casos a transplantes de córnea.

O ideal e recomendado segundo a SORIGS e oftalmologistas é evitar nadar com as lentes ou usar lentes de descarte diário para que não haja perigo de contaminação ocular.

Portanto, aproveite o verão, e não descuide da saúde dos seus olhos!!!

Pereira, Vitor de Arruda. Sociedade de Oftalmologia do RS alerta para os cuidados com os olhos em mar e piscina. Agora RS. https://agoranors.com/2022/01/oftalmologia-alerta-cuidados-olhos/

Santos DL, Kwitko S, Marinho DR, de Araújo BS, Locatelli CI, Rott MB (2018) Acanthamoeba keratitis in Porto Alegre (southern Brazil): 28 cases and risk factors. Parasitol Res 117(3):747-750. https://doi:10.1007/s00436-017-5745-y.

Petiscos que sobraram do Natal 2021: quando ter vermes só ajuda os vírus

Dr. Carlos E. Silva – DEMIP/UFRGS

Como os helmintos influenciam a patogênese das infecções virais sexualmente transmissíveis já foi verificado, mas não era totalmente compreendido. Os pesquisadores Layland e Horsnell demonstraram que uma infecção aguda pelo nematódeo intestinal de camundongo, Nippostrongylus brasiliensis, induziu uma resposta imune adaptativa tipo 2 no trato genital feminino (FGT) de camundongos. Essa condição levou à ulceração epitelial aumentada da vagina, favorecendo a infecção subsequente por Herpes Vírus Simplex (HSV)-2. Este mecanismo foi independente da ativação através de um receptor de resposta adaptativa, não sendo favorecido por IgE. O acúmulo de eosinófilos em camundongos infectados com N. brasiliensis, superou mecanismos inibitórios induzidos previamente. Estes achados demonstram como os circuitos inflamatórios são complexos e envolvem situações que podem ser difíceis de prever. Desta maneira, uma manifestação viral local grave, pode estar, na verdade, recebendo a contribuição indireta de uma simples infecção intestinal por helmintos. Esse é mais um bom motivo para que as verminoses intestinais (Doenças Negligenciadas) sejam continuamente pesquisadas e descartadas, mesmo em caso de atendimentos médicos especializados.
Chetty et al., 2021, Cell Host & Microbe 29, 579–593. April 14, 2021
https://doi.org/10.1016/j.chom.2021.02.004