Arqueias Asgard podem ter moldado o nosso sistema imunológico com a viperina, diz a Universidade do Texas

Micróbios que surgiram há milhares de milhões de anos podem ter sido decisivos para que os nossos sistemas imunológicos se tornassem o que são hoje.

Um novo trabalho da Universidade do Texas (UT) indica que organismos complexos como nós talvez não estivessem tão preparados para enfrentar vírus se não fosse por “presentes” herdados de antepassados unicelulares.

Arqueias Asgard: uma linhagem antiga redescoberta no oceano

Muito antes de a vida multicelular aparecer, o planeta já abrigava um grupo amplo de micróbios ancestrais.

Os descendentes vivos desses microrganismos antigos só foram identificados em 2015, a partir de vestígios do seu ADN encontrados em grande profundidade no oceano, entre a Groenlândia e a Noruega. Cinco anos depois, esses seres discretos - um superfilo de arqueias chamado Asgard - foram cultivados em laboratório com sucesso pela primeira vez.

À primeira vista, ao microscópio, eles lembravam bastante bactérias. No entanto, as células de arqueias estão evolutivamente mais próximas dos eucariotos (como plantas e animais) do que das suas “primas” microbianas mais simples.

Com base nos genomas, alguns cientistas consideram que as arqueias Asgard e os nossos ancestrais eucariotos se separaram há cerca de 2 mil milhões de anos, abrindo caminho para toda a vida complexa na Terra - incluindo animais, plantas, fungos, protistas e a maioria das algas.

Hipóteses sobre núcleo, “fábrica viral” e mitocôndrias

Seja como for esse ancestral comum, em algum momento ele precisou incorporar um núcleo à sua estrutura básica. Há pesquisadores que suspeitam que ancestrais do grupo Asgard tenham desenvolvido essa estrutura a partir de um vírus, que teria estabelecido um compartimento protetor conhecido como “fábrica viral”. Já as mitocôndrias, por sua vez, podem ter surgido do “engolir” de um antepassado bacteriano.

Atualmente, ainda se sabe muito pouco sobre como as arqueias vivas se defendem de ameaças como bactérias ou vírus, o que torna difícil investigar hipóteses desse tipo com grande nível de detalhe.

Viperina, argonautas e defesas antigas encontradas nos genomas

Para procurar pistas, pesquisadores da UT recorreram a um programa de inteligência artificial para vasculhar um conjunto recentemente ampliado de genomas de Asgard, com o objetivo de identificar defesas imunológicas antigas.

A equipa observou que, em comparação com bactérias, as arqueias Asgard evoluíram uma gama ampla de sistemas de defesa - e alguns deles também existem de forma inata em eucariotos.

Entre todos os sistemas de defesa encontrados nos genomas de arqueias Asgard analisados, cerca de 2% estavam ligados a uma proteína imunitária chamada viperina, que combate várias infeções virais ao que parece “silenciando” a reprodução do vírus.

Hoje, a viperina participa do sistema imunológico de toda a vida complexa na Terra, o que sugere que ela já existia no último ancestral comum de arqueias e eucariotos.

De acordo com os novos resultados, as viperinas de eucariotos e as viperinas de Asgard são “proteínas-irmãs e partilham um ancestral comum”.

“Isso diz que não só os eucariotos obtiveram todas essas proteínas estruturais ricas que já vimos antes nos Asgards”, explica o biólogo integrativo Brett Baker, da UT, “agora também está dizendo que até alguns dos sistemas de defesa nos eucariotos vieram dos Asgards”.

Além da viperina, quase 8% dos genes de defesa de arqueias Asgard analisados estavam associados a argonautas. Essas proteínas imunitárias cortam o ADN para interromper a disseminação de um vírus.

Em todos os domínios de vida do planeta - de arqueias e bactérias a eucariotos - os argonautas funcionam como “sistemas imunológicos programáveis”.

Para verificar como essas proteínas atuam em células vivas, os pesquisadores pegaram as instruções genéticas das viperinas presentes nos genomas de arqueias Asgard e as clonaram em bactérias E. coli. Quando um vírus foi introduzido, as células bacterianas apresentaram alguns sinais de proteção.

“Infecções virais são uma das pressões evolutivas que temos desde que a vida começou, e é fundamental sempre ter algum tipo de defesa”, explica Pedro Leão, que realizou a pesquisa enquanto estava no laboratório de Baker na UT.

“Quando bactérias e arqueias descobriram ferramentas que funcionavam, elas foram transmitidas e ainda fazem parte da nossa primeira linha de defesa.”

Graças aos micróbios.

O estudo foi publicado na Nature Communications.