Surpreendente descoberta de DNA gigante pode estar ligada a doenças gengivais e câncer

Você pode pensar que a ciência médica moderna sabe tudo sobre o corpo humano. Mas mesmo na última década, pequenos órgãos previamente desconhecidos foram descobertos, e há uma área da biologia humana que atualmente está passando por um renascimento na pesquisa, o microbioma. Isso inclui áreas familiares, como o microbioma intestinal, mas também o microbioma oral. Inspirado em parte pelas descobertas recentes de DNA extraneal no microbioma do solo, o Associado de Pesquisa Yuya Kiguchi e sua equipe voltaram seus olhares para um grande conjunto de amostras de saliva coletadas pelo Laboratório de Yutaka Suzuki da Escola de Pós-Graduação de Ciências Fronteiriças da Universidade de Tóquio. Eles se perguntaram se poderiam encontrar algo semelhante na saliva humana.

“Sabemos que existem muitos tipos diferentes de bactérias no microbioma oral, mas muitas de suas funções e maneiras de realizá-las ainda são desconhecidas”, disse Kiguchi. “Ao explorar isso, descobrimos os Inocles, um exemplo de DNA extracromossômico – pedaços de DNA que existem nas células, neste caso nas bactérias, mas fora do seu DNA principal. É como encontrar um livro com notas de rodapé extras grampeadas a ele, e estamos apenas começando a lê-las para descobrir o que elas fazem.”

Detectar os Inocles não foi fácil, pois os métodos convencionais de sequenciamento fragmentam os dados genéticos, tornando impossível reconstruir grandes elementos. Para superar isso, a equipe aplicou técnicas avançadas de sequenciamento de leitura longa, que podem capturar trechos muito mais longos de DNA. Um avanço crucial veio da co-primeira autora Nagisa Hamamoto, que desenvolveu um método chamado preNuc para remover seletivamente o DNA humano das amostras de saliva, melhorando consideravelmente a qualidade do sequenciamento de longas seções de outros DNAs. Isso permitiu que os pesquisadores montassem pela primeira vez os genomas completos de Inocles, que se encontraram hospedados pela bactéria Streptococcus salivarius, embora a identificação do próprio anfitrião tenha sido uma questão difícil.

“O tamanho do genoma médio dos Inocles é de 350 quilobases, uma medida de comprimento para sequências genéticas, então é um dos maiores elementos genéticos extracromossômicos do microbioma humano. Plasmídeos, outras formas de DNA extracromossômico, têm no máximo algumas dezenas de quilobases”, disse Kiguchi. “Esse comprimento longo confere aos Inocles genes para várias funções, incluindo resistência ao estresse oxidativo, reparo do DNA e genes relacionados à parede celular, possivelmente envolvidos na adaptação à resposta ao estresse extracelular.”

A equipe tem como objetivo desenvolver métodos estáveis para o cultivo de bactérias que contêm Inocles. Isso permitirá que eles investiguem como os Inocles funcionam, se podem se espalhar entre indivíduos e como podem influenciar condições de saúde bucal, como cáries e doenças gengivais. Como muitos genes do Inocle permanecem não caracterizados, os pesquisadores usarão uma mistura de experimentos laboratoriais e também simulações computacionais, como o AlphaFold, para prever e modelar os papéis que os Inocles podem desempenhar.

“O que é notável é que, dado o alcance da população humana que as amostras de saliva representam, acreditamos que 74% de todos os seres humanos podem possuir Inocles. E mesmo que o microbioma oral tenha sido amplamente estudado, os Inocles permaneceram ocultos todo esse tempo devido às limitações tecnológicas”, disse Kiguchi. “Agora que sabemos que eles existem, podemos começar a explorar como eles moldam a relação entre os humanos, seus micróbios residentes e nossa saúde bucal. E há até algumas dicas de que os Inocles podem servir como marcadores para doenças graves, como o câncer.”