Os cientistas sabem, no entanto, que existe uma segunda bactéria prejudicial chamada Streptococcus sobrinus que acelera as cáries dentárias em algumas pessoas, mas sabe-se muito pouco sobre este micróbio. Isso logo mudará porque uma equipe de pesquisadores de Bioengenharia de Illinois, liderada pelo Professor Assistente Paul Jensen, sequenciou com sucesso os genomas completos de três linhagens de S. sobrinus.
De acordo com Jensen, S. sobrinus é difícil de trabalhar no laboratório e não está presente em todas as pessoas, por isso os pesquisadores têm, ao invés disso, concentrado seus esforços ao longo dos anos na compreensão do S. mais estável e prevalecente. mutans, que foi sequenciado em 2002.
“Embora seja raro, S. sobrinus produz ácido mais rapidamente e está associado aos resultados clínicos mais pobres, especialmente entre as crianças”, observou Jensen, um pesquisador do Instituto Carl R. Woese de Biologia Genômica no campus. “Se S. sobrinus estiver presente junto com S. mutans, você corre o risco de cárie dentária desenfreada, o que significa que há algum nível de comunicação ou sinergia entre os dois que ainda não entendemos”
Agora que a sequência de S. sobrinus esteja completa, Jensen e seus alunos estão construindo modelos computacionais para entender melhor como as duas bactérias interagem e por que S. sobrinus pode causar cárie dentária tão potente quando combinada com S. mutans.
Já confirmaram, por exemplo, que S. sobrinus não possui vias completas para a detecção do quórum, que é a capacidade que as bactérias têm de sentir e reagir às bactérias próximas e, por fim, proliferar.
De acordo com Jensen, as bactérias de S. mutans enviam apalpadores na forma de um peptídeo para descobrir quantas outras células de S. mutans estão próximas. Quando as células de S. mutans atingem um certo limiar, elas atacam e criam um desequilíbrio na boca de uma pessoa entre bactérias boas e más, o que leva à rápida formação de cavidades.
“S. sobrinus não tem um sistema completo para fazer isso”, disse Jensen. “Estamos realmente curiosos para explorar mais isto e descobrir o que está faltando e porquê”.
Interessantemente, toda a sequência do genoma de S. sobrinus foi completada por uma equipe de graduados e estudantes de Bioengenharia matriculados no Mestrado em Engenharia de um ano (M.Eng.), ao invés de doutorandos que normalmente conduzem este tipo de pesquisa durante vários anos.
“Para o campo de S. sobrinus, este é um trabalho pioneiro porque o campo foi atormentado pela falta de informação”, disse Jensen. “Em 2018, é surpreendente que tivéssemos uma espécie inteira que causa doenças e nenhum genoma completo da mesma. No entanto, uma ambiciosa equipe de alunos de graduação e mestrado completou a sequência em um ano”
Mia Sales, que se formou com seu bacharelado em maio passado, completou as assembléias de duas das espécies de S. sobrinus. Sales também construiu o computador que outros membros da equipe usaram para fazer as assembléias iniciais do genoma.
Fellow undergraduate Will Herbert trabalhou na parte de anotação do projeto, encontrando genes nas cordas de aproximadamente 2 milhões de adenina (A), citosina (C), guanina (G), e timina (T) nucleotídeos que compõem o S. sobrinus.
Outros colaboradores da pesquisa incluem os estudantes de M.Eng. Yuting Du, Amitha Sandur, e Naaman Stanley. “Este trabalho exemplifica a capacidade dos estudantes de sintetizar sua experiência de aprendizagem com uma visão completamente nova, resultando em uma publicação de pesquisa original”, disse o Professor Dipanjan Pan, diretor do programa M.Eng..
A equipe de Illinois carregou as informações de sequenciamento para o banco de dados público do GenBank para que cientistas de todo o mundo tenham acesso às informações genômicas do S. sobrinus. O seu trabalho foi publicado na revista Microbial Resource Announcements sob o título: “Sequências genómicas completas de Streptococcus sobrinus SL1 (ATCC 33478 = DSM 20742), NIDR 6715 (ATCC 27351 & 27352), e NCTC 10919 (ATCC 33402)”
Este trabalho foi financiado por um subsídio do Instituto Nacional de Investigação Dentária e Craniofacial do NIH e pelo Programa de Mestrado em Engenharia Bio-engenharia de Illinois.