Estudo revela como uma infecção pulmonar teimosa evolui dentro dos pacientes ao longo dos anos

Pesquisadores do Trinity Translational Medicine Institute (TTMI) e do Irish Mycobacterial Reference Laboratory do St James’s Hospital descobriram como a bactéria Mycobacterium avium – uma das principais causas de infecções pulmonares crônicas difíceis de tratar – muda e se adapta dentro dos pacientes ao longo de muitos anos de doença.

Suas descobertas, publicadas na revista Medicina do Genomapoderia ajudar os médicos a entender por que as infecções por M. avium voltam e por que os antibióticos às vezes falham.

A equipe realizou esta pesquisa para entender como o M. avium consegue sobreviver durante anos nos pulmões das pessoas, mesmo durante longos ciclos de antibióticos. Esta bactéria causa um tipo de infecção pulmonar crônica que está se tornando mais comum em todo o mundo.

Observando atentamente o seu código genético, a equipe esperava ver como ele muda dentro do corpo e por que pode ser tão difícil de ser eliminado.

O tratamento da doença pulmonar por M. avium é difícil – os pacientes geralmente precisam de 12 meses ou mais de vários antibióticos, e o tratamento ainda falha em até metade dos casos. Muitos pacientes adoecem novamente mesmo após a terapia.

A equipe usou o sequenciamento do genoma completo para analisar quase 300 amostras bacterianas de pacientes na Irlanda, Reino Unido e Alemanha, incluindo 20 pacientes irlandeses tratados no Hospital St James.

Ao ler o ADN destas bactérias ao longo do tempo, os cientistas acompanharam como o M. avium evolui, troca de estirpes e desenvolve resistência enquanto vive no pulmão humano.

Descobriram que a infecção muitas vezes não é causada por uma única estirpe de longa duração, mas por reinfecções repetidas com novas, por vezes estreitamente relacionadas com estirpes observadas noutros países europeus – sugerindo fontes ambientais partilhadas.

A bactéria adquire aproximadamente uma nova alteração genética por ano e, o mais importante, a equipa descobriu que 13 genes específicos mostraram sinais de adaptação a antibióticos, ataque imunitário e stress com baixo teor de oxigénio.

O autor principal, Aaron Walsh, pesquisador do Trinity Translational Medicine Institute, disse: “Nosso estudo mostra que o M. avium pode evoluir em tempo real dentro do pulmão. Compreender quais genes o ajudam a sobreviver pode nos apontar para novos alvos de tratamento para esta infecção cada vez mais comum e teimosa.”

Este é o primeiro estudo a usar o sequenciamento do genoma completo para acompanhar infecções por M. avium em pacientes ao longo de muitos anos, revelando como o germe evolui nos pulmões.

Principais conclusões do estudo

1. A reinfecção é comum: muitos pacientes contraíram novas cepas ao longo do tempo, sugerindo que foram reinfectados pelo ambiente, em vez de sofrerem uma recaída da mesma infecção.
2. Conexões internacionais: Algumas linhagens irlandesas eram geneticamente quase iguais às do Reino Unido e da Alemanha.
3. 13 genes-chave alterados sob pressão: Esses genes ajudam a bactéria a lidar com antibióticos, baixo nível de oxigênio ou ataque do sistema imunológico.
4. A resistência pode aparecer durante o tratamento: Vimos alterações num gene ligado à resistência à rifampicina em dois pacientes que receberam esse medicamento.

Excepcionalmente, neste estudo, os pesquisadores descobriram que 13 genes sob “seleção positiva” eram novos para M. avium.

Dra. Emma Roycroft, Cientista Médica Especialista do Laboratório Irlandês de Referência em Micobactérias. “Alguns desses genes não estavam anteriormente ligados à sobrevivência do M. avium dentro do corpo. Por exemplo, um envolvido no tratamento do stress oxidativo e outro na formação de biofilmes.

“Isto destacou caminhos importantes que poderiam ser alvo de novos tratamentos. Também foi surpreendente que as amostras irlandesas, britânicas e alemãs estivessem tão intimamente relacionadas, embora os pacientes nunca se tivessem conhecido”.

Os próximos passos da equipe são:

• Teste em laboratório como esses 13 genes ajudam a bactéria a sobreviver.
• Use sequenciamento de leitura longa para ver alterações genéticas que os métodos de leitura curta não percebem.
• Estude amostras ambientais para descobrir de onde vêm as reinfecções.
• Expandir a sua investigação a outros grupos de pacientes para ver se os mesmos padrões ocorrem.