Caring about the future

FATE - Estudo de eventos evolutivos adaptativos associados ao aumento do potencial patogénico em Aspergillus spp. colonizando solos poluídos
Investigador responsável no CESAM - Artur Alves
Programa - COMPETE - Programa Operacional Competitividade e Internacionalização
Período de Execução - 2021-03-31 - 2024-02-29 (35 Meses)
Entidade Financiadora - FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Financiamento para o CESAM - 36125 €
Financiamento Total - 249937.1 €
Instituicão Proponente - Universidade Nova de Lisboa
Instituições Participantes
Universidade de Aveiro


Descrição do Projecto
Vamos divulgar o "Porquê, o Como e o Que" leva ao aumento de virulência de fungos em solos poluídos. O nosso planeta é continuamente desafiado e alterado por fatores naturais e humanos. As alterações climáticas são, talvez, o mais relevante desses factores e acredita-se que resultem em grande parte da atividade humana. A poluição química e as alterações climáticas não podem ser dissociadas. As alterações climáticas podem levar a mudanças geológicas/geoquímicas ou atmosféricas com consequências (p.e. aquecimento global) que afetam a vida humana. William D. Nordhaus recebeu o Prémio Nobel da Economia em 2018 por integrar os impactos das alterações climáticas na análise macroeconómica. Atualmente, poluentes químicos são encontrados globalmente, afetando todos os ecossistemas. O solo é um reservatório chave da diversidade biológica no nosso planeta; fornece serviços ecológicos, sociais e económicos. Garante inúmeras funções do ecossistema e desempenha papéis chave na purificação de águas superficiais, reciclagem de minerais (fertilidade do solo), armazenamento de C e mitigação da poluição. O lucro económico derivado da biodiversidade do solo estima-se em milhares de biliões de dólares. Os fungos são responsáveis por quase 2 milhões de mortes anualmente. Estes números deverão subir, pois a população mais vulnerável (indivíduos imunocomprometidos) está a aumentar rapidamente. Os fungos são patogénicos oportunistas eficientes, capazes de colonizar praticamente todos os habitats terrestres, sobreviver a ambientes extremos e à escassez de recursos. O aumento de infecções fúngicas em humanos, o surgimento de fungos resistentes ao azol (p.e. Candida auris) e patogénicos entre Reinos (fitopatogénicos capazes de infectar animais) têm sido associados, entre outros, às alterações climáticas, mas a associação à poluição do solo permanece negligenciada. Além disso foi demonstrado que a poluição contribui para a disseminação de genes de resistência antimicrobiana em bactérias patogénicas. Inspirados por estes factos, procuramos entender como a poluição afeta a micobiota do solo. A nossa equipa demonstrou a importância da micobiota em solos contaminados com o poluente orgânico persistente pentaclorofenol (PCP). A micobota garantiu uma rápida degradação do poluente, mas pagou um preço alto, pois a exposição ao PCP provocou trocas patogénicas. Estas incluíram a desregulação dos metabolismos de C e N, a secreção de proteínas associadas à patogénese e a diminuição da suscetibilidade a fungicidas. A hipótese do FATE é que a poluição promove, globalmente, o aumento da patogenicidade nos fungos. Isto pode ser uma consequência de eventos de rápida evolução adaptativa ou de pressão seletiva de estirpes virulentas. Estamos interessados em entender se a poluição do solo favorece o surgimento de aspergilli patogénicos capazes de infectar hospedeiros humanos. Este taxon inclui espécies que são patogénicos humanos relevantes, p.e. A. fumigatus, e alguns que são patogénicos oportunistas resistentes aos fungicidas comumente usados em clínicas, por exemplo A. terreus. Além disso, temos como alvo três poluentes clorados específicos: PCP - poluente modelo aromático clorado, diclofenac e triclosan, ambos classificados como contaminantes emergentes, estruturalmente relacionados com o PCP. Analisaremos solos em dois continentes e caracterizaremos as suas micobiotas e cargas de poluição. Faremos experiências de evolução adaptativa com exposição à poluição em isolados de aspergilli para gerar fenótipos especializados. Ensaios funcionais e genómicos ajudarão a descobrir possíveis eventos de especialização que levam à virulência. A sequenciação do genoma será usada para detectar marcadores patogénicos (p.e. polimorfismos de nucleótido único), incluindo alguns que podem ter sido mapeados anteriormente em estirpes clínicas de aspergilli. A experiência adquirida pela nossa parceria, ao longo de uma década de investigação ultidisciplinar nas ciências ambientais, biologia fúngica, genómica e patogenicidade, análises e na ecologia de solos poluídos, suporta a viabilidade desta proposta complexa e ambiciosa. Os dados adquiridos permitirão responder: De que forma a poluição química afeta a micobiota globalmente? Existem marcadores de especialização associados à patogenicidade, comuns a todos os locais poluídos? Existe um aumento de aspergilli patogénicos resultantes da poluição química? Quais são as características genómicas que definem o aumento de virulência em estirpes ambientais?




Membros do CESAM neste projecto

Investigador

Financiamento do CESAM: UIDP/50017/2020 + UIDB/50017/2020 + LA/P/0094/2020