O fenômeno de formigas que reconhecem feridas infectadas e as tratam com antibióticos
(uni-wuerzburg.de)- As Matabele ants, que frequentemente se machucam ao caçar cupins, distinguem feridas infectadas em companheiras e as tratam com substâncias antibióticas próprias, aumentando as chances de sobrevivência
- Quando há infecção, o perfil de hidrocarbonetos da cutícula da formiga muda, e as outras formigas detectam essa alteração química para determinar se há infecção
- A substância de tratamento vem da metapleural gland ao lado do tórax, e metade de seus 112 componentes tem efeito antimicrobiano ou de cicatrização
- Os pesquisadores confirmaram que esse tratamento reduz a mortalidade em 90% nos indivíduos infectados, e o artigo foi publicado em acesso aberto na Nature Communications em 29 de dezembro de 2023
- Como o principal patógeno, Pseudomonas aeruginosa, também está relacionado a infecções em humanos, a análise das substâncias antibióticas das formigas pode levar à busca por novos antibióticos
A caça arriscada das Matabele ants e a infecção de feridas
- As Matabele ants(Megaponera analis) estão amplamente distribuídas na África Subsaariana e se alimentam exclusivamente de cupins
- Os cupins-soldado defendem o grupo com mandíbulas fortes, por isso é comum que as Matabele ants saiam feridas da caça
- Quando uma ferida infecciona, o risco de sobrevivência aumenta, mas essas formigas conseguem distinguir entre feridas infectadas e não infectadas para tratá-las
Como elas detectam e tratam a infecção
- A infecção altera o perfil de hidrocarbonetos da cutícula da formiga, e as companheiras detectam essa mudança para identificar o estado de infecção da ferida
- Elas aplicam compostos antimicrobianos e proteínas em feridas infectadas
- Essa substância vem da metapleural gland ao lado do tórax
- A secreção é composta por 112 componentes
- Metade deles tem efeito antimicrobiano ou de cicatrização
- Os pesquisadores confirmaram que esse tratamento reduz a mortalidade em 90% nos indivíduos infectados
Os pesquisadores e o artigo
- O estudo foi conduzido por uma equipe liderada por Erik Frank, da Julius-Maximilians-Universität Würzburg, e Laurent Keller, da University of Lausanne
- O artigo foi publicado em acesso aberto na Nature Communications em 29 de dezembro de 2023
- O título do artigo é “Targeted treatment of injured nestmates with antimicrobial compounds in an ant society”
Possível conexão com a medicina humana
- Erik Frank considera que, fora os humanos, não conhece outro ser vivo que realize um tratamento médico de feridas tão sofisticado
- Laurent Keller explica que Pseudomonas aeruginosa, o principal patógeno nas feridas das formigas, também é uma causa importante de infecções em humanos, e várias cepas têm resistência a antibióticos
- Os pesquisadores pretendem identificar e analisar as substâncias antibióticas usadas pelas Matabele ants em colaboração com um grupo de pesquisa em química
- Essa análise pode levar à descoberta de novos antibióticos que também possam ser usados em humanos
Próximas direções da pesquisa e material de observação
- Erik Frank também pretende investigar o comportamento de cuidado com feridas em outras espécies de formigas e outros animais sociais para verificar se as Matabele ants são realmente únicas nesse aspecto
- No vídeo divulgado publicamente, é possível ver outra Matabele ant tratando uma formiga ferida marcada com um ponto branco
- A formiga que realiza o tratamento segura a metapleural gland com as patas dianteiras
- De lá, ela coleta a substância antibiótica e a transfere para a ferida
Documentário da Netflix e materiais relacionados
- A pesquisa de Erik Frank sobre as Matabele ants chamou a atenção da equipe de produção do documentário de natureza da Netflix “Life on Our Planet”
- Esse documentário em 8 episódios trata da evolução da vida ao longo dos últimos 500 milhões de anos, com direção de Steven Spielberg e narração em inglês de Morgan Freeman
- As Matabele ants aparecem no quinto episódio, de 51 minutos, “In the Shadow of Giants”
- A cena em questão foi filmada em abril de 2021 no instituto de pesquisa Comoé da University of Würzburg, na Côte d'Ivoire
- As filmagens duraram 3 semanas
- Foram feitas no habitat natural e em ninhos artificiais no instituto de pesquisa
- Link da Netflix: Life on Our Planet
O livro de Erik Frank
- A edição em brochura do livro autobiográfico de Erik Frank, “Une Histoire de Fourmis”, está à venda desde outubro de 2023
- O livro aborda sua pesquisa, sua experiência no instituto de pesquisa Comoé e seu período de doutorado na University of Würzburg
- Na França, foi indicado como um dos 6 melhores livros na área de comunicação científica em 2022
- Link da editora: Une Histoire de Fourmis
1 comentários
Opiniões no Hacker News
Surpreendente. O legal é que, graças a essa descoberta, talvez também possamos melhorar o tratamento de infecções em humanos
"Erik Frank. Laurent Keller also adds that these findings 'have medical implications because the primary pathogen in ant’s wounds, Pseudomonas aeruginosa, is also a leading cause of infection in humans, with several strains being resistant to antibiotics'."
É divertido imaginar cientistas de ponta das grandes farmacêuticas correndo para investigar o coquetel de compostos usado pelas formigas e criar o próximo medicamento blockbuster
Se fosse um tratamento contra câncer ou contra uma doença rara grave, desde ontem já estariam triturando formigas aos baldes
O nível de adaptação e de comportamento inteligente das formigas é absurdamente impressionante, quase assustador
Parece mais algo que eu leria numa obra de Adrian Czajkowski/Tchaikovsky do que na realidade
Formigas criam pulgões. Elas não apenas encontram pulgões e coletam melada; elas levam os pulgões até as plantas e cuidam deles
As sementes de girassol da minha casa também são colhidas por formigas. Não é só levar algumas sementes: se eu passar um dia do ponto de colheita, elas levam tudo. Algumas formigas ficam na flor retirando as sementes, enquanto outras, embaixo, recolhem as que caem no chão. É uma colaboração enorme
É ainda mais difícil de acreditar porque não são formigas enormes, mas formigas bem pequenas. Sinceramente, chega a surpreender que elas não construam estruturas megalíticas, embora as colônias subterrâneas já sejam megalíticas na escala das formigas
Talvez devêssemos investigar formigas como as verdadeiras construtoras das pirâmides, em vez de antigos alienígenas
De minha parte, dou as boas-vindas aos nossos senhores formigas
O que é realmente assustador e incrível é que esse nível de adaptação, em sistemas biológicos, não é a exceção, mas a regra
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC9881685/#:~:tex...
“Para tratar, elas aplicam compostos antimicrobianos e proteínas na ferida infectada. Esse antibiótico vem da glândula metapleural, localizada na lateral do tórax. Sua secreção contém 112 componentes, metade dos quais tem efeito antimicrobiano ou de cicatrização”
Fiquei curioso sobre essa glândula metapleural e procurei um artigo sobre sua função: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21504532/#:~:text=The%20meta...
“Quando uma ferida infecciona, isso se torna um grande risco à sobrevivência. Mas as formigas Matabele desenvolveram um sistema médico sofisticado. Elas conseguem distinguir feridas não infectadas de feridas infectadas e tratar estas últimas de forma eficiente com antibióticos produzidos por elas mesmas”
Há algum tempo vi no YouTube um vídeo sobre formigas, com uma cena em que elas encontravam cupins e entravam em guerra total
Os soldados cupins mordiam uma vez e literalmente arrancavam os membros das formigas
No vídeo, diziam que, graças ao antibiótico, a formiga recuperava funções básicas em um dia. Ou seja, ela perdia uma perna às 9h da manhã e, só com alguém aplicando antibiótico por alguns segundos ou talvez um minuto, por volta das 15h já voltava a ser útil
Não estou falando de regeneração, mas de conseguir andar e se comportar o mais normalmente possível mesmo sem membros
Como um antibiótico produzido pelo próprio organismo é diferente de células T ou anticorpos?
Antibióticos são moléculas usadas ao serem colocadas no corpo para matar apenas os patógenos
Portanto, são termos diferentes. Vendo por outro ângulo, se essas moléculas forem usadas como medicamento, provavelmente seriam chamadas de antibióticos
“As formigas obtêm esse antibiótico da glândula metapleural”
É realmente impressionante que, por seleção natural, tenha surgido uma glândula e que essa glândula produza mais de 112 componentes, de antibióticos a substâncias químicas
A teoria fundamental de que “mutações aleatórias” e erros de cópia no DNA das formigas criaram uma bolsa secretora me parece extremamente estranha. Imagino como se a primeira formiga tivesse conseguido introduzir substâncias químicas, como o “Mule” de Foundation, para “controlar e conquistar”
Parece haver algum mecanismo de aprendizado inerente até dentro das “mutações aleatórias”
Formigas, assim como humanos, têm um microbioma, e parece que já se sabe há muito tempo que esse microbioma produz diversos compostos antimicrobianos e antibióticos, além de outras moléculas bioativas que as formigas podem usar [1]. Neste artigo, outras glândulas também parecem armazenar e secretar esses compostos antimicrobianos
Portanto, compostos antimicrobianos vindos do microbioma e mecanismos para armazená-los e secretá-los em glândulas provavelmente já existiam antes do desenvolvimento dessa glândula metapleural especializada
Essa glândula específica é usada com muita frequência no comportamento de limpeza corporal. Quando uma formiga limpa a si mesma, outras formigas, a rainha, larvas e, no caso das formigas-cortadeiras, até colônias de fungos, ela pode esfregar a glândula metapleural antes da limpeza para aplicar agentes antimicrobianos e antibióticos e reduzir o risco de infecção
Provavelmente o comportamento de limpeza corporal também existia antes dessa glândula, e quase certamente secreções de outras glândulas também estavam envolvidas. Em especial, penso em saliva ou em secreções equivalentes nas formigas para “limpar” resíduos que atrapalham feromônios antigos ou a transmissão de sinais
Então dá para considerar que os ingredientes para criar esse órgão e esse comportamento bastante especializados já estavam disponíveis de forma quase independente. Mas isso é apenas uma narrativa montada a partir de leituras e especulações de um leigo, não algo que eu queira apresentar como fato científico
Além disso, embora eu não seja biólogo nem especialista em evolução ou genética, pelo que entendo, já não se acredita estritamente que a evolução ocorra apenas com base em mutações aleatórias. Por exemplo, em certos casos há muitas evidências de que mudanças epigenéticas podem ocorrer em resposta ao ambiente e a processos internos, que essas mudanças podem ser herdadas e que, por vários mecanismos propostos, podem se tornar uma parte permanente do genoma
“Agora há boas evidências de que a herança epigenética é generalizada e está envolvida na evolução adaptativa e na macroevolução. Muitas consequências evolutivas da herança epigenética abrem novas áreas de pesquisa e, a nosso ver, exigem a ampliação da síntese evolutiva para além dos modelos neodarwinistas atuais.”
O resumo de outro artigo trata com mais detalhes de como a epigenética pode afetar a evolução direta e indiretamente. Tirando as linhas gerais, a maior parte está além da minha compreensão [3]
[1] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1634922/
[2] - https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5566804/
[3] - https://royalsocietypublishing.org/doi/10.1098/rstb.2020.011...
Estou em guerra constante contra formigas na cozinha, e elas são realmente persistentes; o único método que de fato funciona é manter a cozinha perfeitamente limpa
Basta colocar a seguinte mistura em uma tampa rasa ou em um pratinho ao lado do ponto de entrada das formigas
detergente de cozinha com bórax 1
açúcar 3
água morna 15
Se estiver suficientemente diluída, as formigas comem a mistura e a levam para a colônia. Depois de alguns dias, o veneno lento começará a reduzir o grupo
Na prática, uma vez que uma trilha é marcada quimicamente, é muito difícil deter as formigas, e, se você não conseguir retirar o lixo, elas serão atraídas de novo
Tratar as estruturas externas ao redor com terra de diatomáceas calcinada misturada com água também ajuda a reduzir criaturas com exoesqueleto de quitina. Pode ser eficaz se a colônia estiver conectada ao sistema de túneis
Boa sorte
Elas entram na caixa acoplada do vaso sanitário, no pote de água do gato, em vasos de flores e até no meu copo, procurando apenas água. Nunca vi formigas carregando qualquer tipo de comida dentro de casa, e elas não parecem interessadas na ração do gato, mas sempre encontram água. Fico me perguntando como sobrevivem com uma dieta tão baixa em calorias
Deu bastante trabalho vedar todas as entradas com silicone, e até agora isso parece ser a medida mais eficaz
Coloquei só algumas estações de isca no cômodo onde havia formigas, e no dia seguinte elas tinham sumido; continua assim há quase 3 anos
Com certeza não tem relação, mas isso me fez lembrar do meu cachorro. Quando corto a mão com papel ou a pele da minha mão fica ressecada por causa de eczema, assim que ele sente o cheiro da ferida ou da pele machucada, tenta lamber sem parar. Como se estivesse limpando? É meu primeiro cachorro, então nunca pesquisei direito por que ele faz isso
Claro que a boca de cachorro tem muitas bactérias, então depois disso lavo muito bem a mão com sabonete
Só acho bem interessante
Mas, se for uma ferida em você, pode ser uma boa forma de acabar com uma infecção que exija amputar membros
https://people.com/human-interest/man-who-lost-arms-legs-nos...
conspecific significa indivíduo da mesma espécie