Por que os microrganismos formam biofilmes? Parte 1

Conforme o texto anterior, você viu que a produção da matriz é uma forma de manter a estruturação espacial. Além disso, mantém os clones unidos, concentra os sinais de quorum sensing (QS) e bens públicos.

Poderíamos, então, concluir que os biofilmes evoluíram como uma maneira das bactérias trabalharem cooperativamente. Será que podemos dizer que os biofilmes são organismos multicelulares?

Bom, de fato, os biofilmes apresentam algumas características similares a organismos multicelulares. Essas derivam da formação de gradientes formados pela matriz que geram variação fenotípica das células no biofilme. Esses diferentes tipos celulares poderiam ser interpretados como uma divisão do trabalho.

De maneira similar a organismos multicelulares, bactérias podem perceber o ambiente ao redor e ajustar o metabolismo para maximizar o uso dos recursos disponíveis e, desse modo, se protegerem contra as condições adversas.

Isso é possível por meio da alteração da expressão gênica das células, resultando em heterogeneidade fenotípica. Por sua vez, essa variação pode ser interpretada como uma especialização ou divisão de trabalho.

No entanto, existem algumas distinções fundamentais entre bactérias e organismos multicelulares. Uma delas é a transitoriedade das adaptações bacterianas ao ambiente.

Vejam, mesmo que células eucarióticas sejam isoladas e cultivadas em um meio de cultura, elas continuam expressando suas características, embora as condições mudem radicalmente.

Em outras palavras, podemos afirmar que bactérias não se diferenciam, mas sim adaptam a expressão gênica, exibindo novas características fenotípicas.

Analisando com mais profundidade esses diferentes tipos celulares presentes nos biofilmes, será que eles poderiam ser considerados células que exercem um comportamento cooperativo?

Como vimos, o biofilme consiste em uma estruturação espacial capaz de concentrar sinais de QS e essas moléculas indutoras estão relacionadas com comportamentos cooperativos.

Porém, outra hipótese considera que moléculas sinalizadoras são produzidas, não porque as células bacterianas evoluíram para trabalhar cooperativamente, mas sim porque os benefícios da produção de um bem público são percebidos quando há uma difusão da limitação.

Vale lembrar que existem exemplos bem documentados de bactérias que respondem a sinais secretados por espécies diferentes; o que de certa forma anularia essa hipótese!!!

Para tornar a discussão ainda mais polêmica, podemos citar o papel ambíguo do QS na própria formação do biofilme. O QS regula diversos genes relacionados com a formação do biofilme, inclusive nos momentos iniciais de adesão. Esse fato é bastante contra intuitivo, uma vez que no início, poucas células estão presentes para gerar um sinal forte.

Além disso, o gene agr, envolvido com o QS de estafilococos, é dependente do fluxo do sistema. Isso significa que o sistema agr reduz a formação do biofilme quando o fluxo é baixo enquanto fluxos fortes aumentam a formação do biofilme!

Nos próximo texto discutiremos outros aspectos que dificultam a compreensão da formação dos biofilmes.