Até pouco tempo atrás, os estudos de microbiologia demandavam bastante tempo. Para caracterizar os microrganismos de determinada amostra, era necessário realizar um isolamento em laboratório, análise morfológica e testes bioquímicos. O estudo de ecologia microbiana era, portanto, muito trabalhoso, além de ser inexato, pois muitos microrganismos não são capazes de ser cultivados em laboratório ou somente sob condições muito específicas. Portanto, a pesquisa era limitada por vários fatores: meio de cultivo escolhido, quantidade de microrganismos, temperatura de crescimento, etc.
Placa de petri contendo diversos microrganismos do solo.
Na década de 70, o pesquisador Carl Woese propôs o uso de genes de RNA ribossomal (rRNA) como marcadores moleculares para classificação de procariotos, por serem genes bastante conservados dentro de cada espécie. A proposta desse pesquisador é utilizar o DNA para identificar os microrganismos presentes numa amostra, eliminando assim a etapa de isolamento laboratorial e permitindo que sejam observados também aqueles microrganismos mais difíceis de manipular. Desde então, diversas técnicas foram desenvolvidas, como a RFLP (Polimorfismo de Comprimento do Fragmento de Restrição), clonagem dos genes rRNA e sequenciamento pelo Método de Sanger, entre outras.
No entanto, a revolução surgiu com as tecnologias de sequenciamento de nova geração (NGS) associadas aos sequenciamentos de genes de rRNA. Enquanto no sequenciamento pelo método de Sanger se obtém até 96 sequências por análise com tamanho médio de 650 pares de base, nas novas tecnologias NGS é possível sequenciar milhões de moléculas de DNA com diferentes tamanhos por um custo acessível. Algumas das plataformas NGS mais utilizadas atualmente são Illumina, Ion Torrent e PacBio.
O sequenciador MiSeq da Illumina retorna até 25 milhões de sequências de DNA de 300 pares de base. Fonte: Earlham Institute
Essa tecnologia de sequenciamento permite identificar comunidades microbianas com rapidez e acurácia, analisando até mesmo aqueles microrganismos não cultiváveis, pois demanda somente o DNA para tal fim. Além de diversidade taxonômica, alguns estudos de metagenômica se propõem a buscar novos genes e proteínas com potencial biotecnológico e até mesmo sequenciar o genoma completo de organismos não cultiváveis. As possibilidades são imensas!
A metagenômica está sendo utilizada, portanto, para monitorar microrganismos em diversos ambientes. Um ótimo exemplo é o projeto “Olimpioma”, realizado por pesquisadores de Fiocruz e do Hospital de Combate ao Câncer A.C. Camargo em parceria com grupos de pesquisa internacionais, que visa compreender a migração de bactérias, fungos e vírus durante as Olimpíadas. Os pesquisadores estão coletando amostras em nove estações do metrô do Rio de Janeiro, em locais como roletas, corrimãos, bilheterias, etc. Esse estudo permitirá antecipar a circulação de doenças e assim tomar ações mais eficazes na prevenção e combate de epidemias.
Pesquisadora coletando amostra no metrô do Rio de Janeiro. Fonte: Fiocruz
A metagenômica está revolucionando a microbiologia pela capacidade de revelar a diversidade da vida microscópica, de forma mais rápida e eficiente que os métodos tradicionais. A cada avanço científico, os “limites” são redefinidos e surgem novas possibilidades de estudo. Eu, particularmente, já estou curiosa para saber o que ainda está por vir.
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