Cientistas descobriram um mecanismo evolutivo alternativo: bactérias e vírus evoluem de forma diferente no espaço.

Um experimento controlado a bordo da Estação Espacial Internacional (ISS) demonstrou que a vida microscópica no espaço obedece a leis diferentes, e até mesmo uma simples infecção viral se comporta de maneira distinta. Quando bactérias e vírus bacteriófagos interagem em microgravidade, ambos os organismos evoluem de maneiras novas, não observadas na Terra. Compreender como os micróbios se adaptam a esse ambiente pode fornecer aos cientistas uma nova base para o desenvolvimento da biotecnologia.

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Os resultados, publicados na revista PLOS Biology, foram obtidos por pesquisadores da Universidade de Wisconsin-Madison. Eles estudaram a interação entre a bactéria Escherichia coli (E. coli) e o vírus que a infecta, o bacteriófago T7. Amostras idênticas foram cultivadas em paralelo tanto na Terra quanto em órbita para entender como a ausência de gravidade afeta os ciclos de infecção, as taxas de mutação e as estratégias de sobrevivência.

Na Terra, os fluidos que contêm micróbios são constantemente misturados por convecção — áreas quentes sobem, áreas frias afundam. Esse movimento facilita colisões frequentes entre vírus e bactérias, acelerando a infecção e a reprodução. No entanto, em microgravidade, esses fluxos familiares desaparecem. Sem a mistura gravitacional, tudo permanece suspenso — as interações dependem exclusivamente da deriva molecular lenta, e não do movimento natural do fluido.

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A equipe de pesquisa descobriu que, embora os fagos a bordo da ISS ainda conseguissem infectar a E. coli, o processo era muito mais lento. Menos encontros forçaram tanto as bactérias quanto os vírus a se adaptarem. Os fagos começaram a otimizar sua capacidade de se ligar às células que encontravam, enquanto as bactérias aprimoraram seus receptores de superfície para resistir a esses mesmos ataques. Essa batalha lenta, porém contínua, alterou o panorama genético de ambos os organismos.

O sequenciamento completo do genoma revelou que as amostras da ISS desenvolveram mutações únicas, ausentes no grupo de controle na Terra. Os fagos originários do espaço acumularam alterações genéticas que aumentaram sua capacidade de se ligar aos receptores bacterianos, enquanto a E. coli alterou os genes envolvidos nesses receptores para resistir ao ataque viral.

Os pesquisadores usaram a varredura profunda de mutações — um método altamente preciso para mapear os efeitos de milhares de mutações — para rastrear como essas alterações reconfiguram as proteínas que se ligam aos receptores dos fagos. Esse rearranjo molecular teve um efeito inesperado. Quando os fagos evoluídos no espaço foram posteriormente testados na Terra, provaram ser mais eficazes contra cepas de E. coli que causam infecções do trato urinário — patógenos frequentemente resistentes aos fagos T7 padrão.

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Embora essa descoberta tenha sido fortuita, segundo o líder do estudo, Srivatsan Raman, suas implicações vão muito além da Estação Espacial Internacional (ISS). Observações da evolução em um ambiente de câmera lenta demonstram como os vírus manipulam seu código genético em ambientes confinados. Essa informação pode servir de base para novas estratégias no desenvolvimento de terapias com bacteriófagos — vírus geneticamente modificados especificamente para combater bactérias resistentes a antibióticos.

De acordo com os pesquisadores, o principal obstáculo prático para tais experimentos continua sendo o alto custo, mas os resultados podem aprimorar tratamentos para infecções terrestres e aumentar a segurança médica para astronautas em missões de longa duração à Lua ou a Marte.