O paciente chegou ao hospital com o que parecia ser uma infecção bacteriana comum. Mas, então, as coisas ficaram muito mais sérias: o paciente desenvolveu uma infecção "comedora de carne" que acabou exigindo a amputação dos braços e das pernas.
O que causou a infecção sair do controle? Descobriu-se que não era uma infecção por um único tipo de bactéria, mas um mashup de quatro cepas diferentes da mesma espécie.
Agora, os cientistas sabem exatamente como essas cepas bacterianas trabalham juntas para dizimar os tecidos do corpo, conforme relatado em um novo estudo. E os resultados podem ter implicações no tratamento dessas infecções "polimicrobianas".
Em um caso recente, o Dr. Ashok Chopra, professor de microbiologia e imunologia do Departamento Médico da Universidade do Texas e seus colegas encontraram quatro linhagens distintas da mesma espécie bacteriana, conhecidas como Aeromonas hydrophila, no paciente infectado. Juntos, os micróbios lançaram um ataque mais letal do que qualquer linhagem individual poderia ter orquestrado sozinha.
O estudo, publicado em 11 de novembro na revista Proceedings da Academia Nacional de Ciências, sugere que três das cepas bacterianas permitem que a quarta entre na corrente sanguínea e destrua tecidos de todo o corpo. A. hydrophila é uma causa rara de infecções que comem carne, mas Chopra especula que outras bactérias que comem carne, como E. coli, também podem empregar uma estratégia de ataque semelhante. No entanto, mais pesquisas serão necessárias para mostrar isso, disse ele.
"Eles podem ter toxinas diferentes ... mas podem ter 'conversas cruzadas' semelhantes entre diferentes cepas", disse Chopra. "No final do dia, vejo que isso tem implicações muito mais amplas em contextos clínicos".
Vários micróbios
Quando o paciente infectado foi internado no hospital, os médicos usaram diagnósticos tradicionais para determinar qual patógeno era o culpado. Eles identificaram A. hydrophila, um micróbio comumente encontrado em ambientes de água doce e salobra, de lagos a rios e água potável, de acordo com o site de referência clínica UpToDate. Quando ingerido, o germe pode causar diarréia ou infectar tecidos moles no corpo. Mas quando A. hydrophila entrar em uma ferida aberta, pode ocorrer uma doença horrível chamada "fasceíte necrosante".
A infecção rara entra e mata rapidamente os tecidos conjuntivos por todo o corpo, deixando a pessoa afetada vulnerável a falência e morte de órgãos, de acordo com a Organização Nacional para Desordens Raras. A infecção devoradora de carne deve ser tratada rapidamente com antibióticos ou cirurgia, como foi o caso do paciente no novo estudo. No final, apenas uma amputação quádrupla poderia salvar o paciente dos micróbios em fúria.
O diagnóstico inicial do paciente não revelou por que a infecção tomou uma forma repentina e mortal. Os testes de diagnóstico tradicionais identificam diferentes espécies bacterianas com base nas proteínas e toxinas que as bactérias produzem, explicou Chopra, de modo que a nuance do caso foi inicialmente perdida. "Mas se você no nível do DNA ... é uma história completamente diferente", disse ele.
Em dois estudos anteriores, Chopra e seus co-autores isolaram amostras bacterianas do paciente e analisaram todo o material genético contido nos micróbios. A análise revelou as quatro cepas bacterianas distintas, conhecidas como NF1 a 4, que juntas causaram a infecção quase fatal. Mas notavelmente, ao operar isoladamente, nenhuma das quatro linhagens desencadeou uma infecção letal nos modelos de camundongos. Para aprender como os micróbios interagem para causar infecção grave, os autores ajustaram o DNA das cepas de bactérias e os modelos de camundongos infectados com várias cepas de uma só vez. Alterando o DNA dos germes, os cientistas poderiam trocar o arsenal de matar tecidos e determinar quais armas tornavam a infecção mista tão letal.
Acontece que cada cepa bacteriana tem "arsenais diferentes para afetar o hospedeiro", disse Chopra.
Três das quatro linhagens, NF2 a NF4, contêm instruções genéticas para produzir uma toxina chamada exotoxina A, ou ExoA, que impede as células infectadas de criar novas proteínas. Por si só, essas três cepas ainda quebram o tecido muscular e ganham acesso à corrente sanguínea, mas o sistema imunológico remove rapidamente o patógeno do corpo.
Por outro lado, a última das quatro cepas, NF1, parece menos vulnerável ao ataque imune, mas não pode inventar seu próprio ExoA. Quando trabalha sozinho, o micróbio permanece amplamente isolado perto do local da infecção, bloqueado pelas paredes do tecido muscular. É aqui que o trabalho em equipe bacteriano entra em jogo. Quando várias estirpes de A. hydrophila Ao infectar o corpo, as cepas produtoras de ExoA derrubam os obstáculos musculares, permitindo que o NF1 entre em um tumulto "comedor de carne".
Curiosamente, as outras três cepas permanecem próximas do local da infecção, enquanto a NF1 assume a liderança e surge através da corrente sanguínea. Os autores descobriram que o NF1 realmente produz uma toxina única que mata não apenas os tecidos do corpo, mas também as outras cepas de A. hydrophila; a própria cepa NF1 detém o antídoto para seu próprio veneno caseiro.
Melhor diagnóstico?
As novas descobertas podem ter implicações na busca de novas ferramentas de diagnóstico microbiano, disse Chopra. Quando os médicos pensam em infecções mistas, geralmente pensam em infecções causadas por duas ou mais espécies bacterianas completamente distintas, disse ele. Mas o caso atual mostra que diferentes linhagens da mesma espécie também podem se unir para causar doenças, e cada linhagem pode ser vulnerável a diferentes tratamentos com antibióticos.
"Quando tratamos com um determinado antibiótico, estamos eliminando um organismo do corpo", disse em um comunicado a co-autora Rita Colwell, microbiologista da Universidade de Maryland. "Mas se houver outro organismo participando da infecção e também patogênico, qualquer tratamento com antibióticos que também não atinja esse organismo pode estar apenas abrindo caminho para que ele cresça como um louco".
Embora raramente sejam usadas para diagnosticar infecções hoje em dia, as ferramentas genéticas podem um dia ser úteis para caracterizar infecções bacterianas complexas causadas por mais de uma cepa de bactérias, disse Chopra.
Mas nem todos concordam com esta previsão.
"Eu acho que mudará o tratamento clínico da fasceíte necrosante? Não necessariamente", disse à Live Science o Dr. Amesh Adalja, médico e especialista em doenças infecciosas da Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, que não participou do estudo.
Como a fasceíte necrosante age tão rapidamente, no momento em que os médicos identificam cada cepa que causa a infecção, pode ser "tarde demais para fazer a diferença", disse Adalja. A identificação de diferentes cepas pode ajudar a orientar o tratamento de A. hydrophila infecções, onde uma combinação específica de bactérias pode piorar o resultado, disse ele. Mas, do jeito que está, essas cepas podem ser identificadas apenas com "sofisticadas ferramentas genéticas" que geralmente não são encontradas em ambientes clínicos.
Ainda assim, a pesquisa elucida as maneiras pelas quais várias cepas bacterianas podem se unir para se espalhar dentro do corpo, causando estragos, disse Adalja. Seria interessante investigar se bactérias mais comuns empregam as mesmas estratégias para espalhar infecções no corpo, acrescentou.
